Cianură

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea cianurilor organice, consultați Nitrili .
Cianură (1. Formula chimică; 2. Modelul capacului ; 3. Potențial electric ; 4. HOMO / LUMO )

Ionul cianură este un anion molecular având formula chimică (-): C≡N :. Acest ion este prezent în sărurile ionice ale cianurii de hidrogen HCN, cum ar fi în cianura de potasiu cu formula brută KCN și ca anion generat de disocierea (protoliza) cianurii de hidrogen în soluție apoasă.

Este exact izoelectronic cu molecula de azot : N≡N :, cu cea a monoxidului de carbon (-): C≡O: (+) și cu ionul nitrosoniu : N≡O: (+) și este, de asemenea, izoelectronică cu izonitrili (-) : C≡N (+) –R ( taxele formale sunt indicate între paranteze). Ambii atomi sunt hibridizați sp , ca la celelalte specii menționate. Atomul de carbon, formal negativ, este legat de un atom de azot cu o legătură triplă , formată dintr-o legătură σ și două legături π egale între ele, dar formate pe planuri perpendiculare. Cele două perechi de electroni solitari , pe C și pe N, se află pe orbitalele sp ale fiecărui atom. Legătura C≡N este scurtă și puternică (r 0 = 116 pm, D 0 = 887 kJ / mol [1] ). Radicalul · C≡N, sau grupul ciano, are o energie de ionizare ridicată, 13.598 eV [2] , o valoare practic egală cu cea a · H, dar mai mare decât cea a · Cl (12.968 eV) și a halogenilor subiacenți. Afinitatea sa electronică, care se ridică la 3.862 eV [2] , este mai mare decât cea a oricărui halogen (F, 3.401 eV; Cl, ​​3.613 eV). Grupul său de electronegativitate a fost evaluat la 3,32, intermediar între F și Cl. [3] Aceste caracteristici au condus la considerarea acestui grup CN ca un pseudoatom, un pseudohalogen și, prin urmare, ionul CN - o pseudohalură. Această analogie nu se bazează doar pe valorile parametrilor văzuți mai sus, ci și pe similaritatea anumitor reacții caracteristice ale acestui ion. Unele relevante sunt enumerate în secțiunea următoare.

Reacții

Ca și în cazul halogenilor, radicalul CN își poate forma propria „moleculă”, (CN) 2 , cianogenul ; sau, luând un electron (din metale active) poate forma ionul negativ corespunzător, cianura; se poate lega de un atom de hidrogen dând un „hidracid”, acidul cianhidric și astfel formează toate sărurile sale. Cu halogeni formează compuși analogi interhalogenilor , adică „moleculele mixte” F-CN, Cl-CN, Br-CN și I-CN și, din nou, cu alți pseudo-halogeni, cum ar fi N 3 -CN. Unele reacții caracteristice sunt următoarele [4] (X este aici un halogen precum Cl, Br sau I):

X 2 + H 2 O → X - + XO -

(CN) 2 + H 2 O → CN - + CNO -

disproporția în apă a moleculei (pseudo) de halogen. În această reacție, se formează ionul cianat , [5] care este o altă pseudohalură.

2 X - + MnO 2 + 4 H + → X 2 +2 H 2 O + Mn ++

2 CN - + MnO 2 + 4 H + → (CN) 2 +2 H 2 O + Mn ++

oxidarea cu dioxid de mangan în soluție acidă.

X - + Ag + → AgX ↓

CN - + Ag + → AgCN ↓

precipitații cu ion de argint ; în prezența excesului de cianură, precipitatul se rezolvă, datorită formării ionului complex [Ag (CN) 2 ] - .

Zn ++ + 4 X - → ZnX 4 - -

Zn ++ + 4 CN - → Zn (CN) 4 - -

ligand în formare complexă (vezi secțiunea următoare).

2 Cu ++ + 4 CN - → (CN) 2 + 2 CuCN ↓

ionul Cu II oxidează cianura în cianogen, reducându-se la Cu I : această reacție are însă o paralelă precisă cu ionul iodură singur, printre cele ale halogenilor. Și aici precipitatul poate fi redizolvat dacă ionul cianură este prezent în exces, de atunci se formează ionul complex [Cu (CN) 2 ] - .

4 Au (s) + 8 KCN (aq) + O 2 (g) + 2H 2 O (l) → 4 K [Au (CN) 2 ] (aq) + 4 KOH (aq)

reacție care permite dizolvarea aurului metalic cu acțiunea oxigenului din aer datorită acțiunii de complexare a ionului cianură. Este complementară dizolvării aurului cu aqua regia .

- C≡N + [S] → [ - S - C≡N ↔ S = C = N - ]

- C≡N + [Se] → [ - Dacă - C≡N ↔ Se = C = N - ]

este reacția în care ionul cianură poate fi transformat într-o altă pseudohalură, ionul sulfocianură (cunoscut și sub numele de tiocianat). [5] Apare prin încălzirea unei cianuri alcaline cu sulf elementar sau la temperatura camerei într-o soluție apoasă de KCN prin reacție cu polisulfură de amoniu [(NH 4 ) 2 S n ] ca sursă de sulf . O reacție similară cu seleniul duce la ionul selenocianură (selenocianat).

Complexe

Ionul cianură este un excelent agent de complexare al ionilor metalici cu o sarcină de la mediu (+2, +3) la mare (+4, +5). Cerința sterică redusă a ionului de cianură în sine, care permite atingerea unui număr mare de coordonare pentru ionul central metalic. În acești complecși ionul cianură acționează în principal ca un donator de sigma către ionul central metalic prin dubletul solitar de pe atomul de carbon, favorizat în acest sens și de electronegativitatea redusă a lui C. În acest fel este capabil să compenseze o mare parte din sarcină pozitivă a ionului, care este deosebit de importantă pentru stabilizarea ionilor metalici cu sarcină mai mare, în conformitate cu principiul electroneutralității . [6] Câteva exemple de complexe formate de acesta, cu K + ca contra ion (și un număr diferit de apă de molecule de cristalizare ), sunt următoarele: [7]

  • K 4 Fe II (CN) 6 și analogi cu V II , Cr II și Mn II , K 3 Co II (CN) 5 , K 2 Ni II (CN) 4 și analogi cu Pd II și Pt II , K 2 Zn II (CN) 4 și analogii cu, Cd II și Hg II
  • K 3 Fe III (CN) 6 și analogi cu Cr III , Mn III , Co III și analogi cu Rh III și Ir III , K 4 V III (CN) 7 , KAu III (CN) 4 [8]
  • K 2 Mn IV (CN) 6 , K 4 Mo IV (CN) 8 și analogul cu W IV
  • K 3 Re V (CN) 8 , K 3 Mo V (CN) 8 și analogul cu W V

Ionul cianură, datorită similarității structurii sale electronice cu cea a CO, este un acceptor π , precum și un donator σ, deși mai slab. Ca atare, este potrivit pentru formarea complexelor chiar și cu metale în stări de oxidare scăzute, până la zero:

  • K 5 Mn I (CN) 6 și analogi cu Tc I și Re I [7] , K 2 Cu I (CN) 3 , KCu I (CN) 2 și analogi cu Ag I și Au I [9]
  • K 4 Ni 0 (CN) 4 și analogii cu Pd 0 și Pt 0 [9]

Chimia complexelor de cianometalat a cunoscut o revigorare a interesului încă din a doua jumătate a anilor nouăzeci a secolului trecut [10] [11] , de asemenea în posibile utilizări ca electroliți de susținere în baterii, atât pentru catod, cât și pentru anod. [12] Una dintre proprietățile chimice ale cianurii, utilă pentru a înțelege atât toxicitatea, cât și utilitatea sa în minerit, este capacitatea de a se combina cu metale: Fe , Ag , Au etc. În toate celulele procariote sau eucariote (de bacterii , ciuperci , plante , animale , inclusiv omul ) o funcție vitală este respirația. Una dintre moleculele esențiale pentru respirația celulară este enzima citocrom-c oxidază , care are un atom de fier (Fe) în centrul structurii sale complexe. Cianura care intră în celulă are puterea de a complexa fierul și, în consecință, de a bloca activitatea enzimei provocând moartea celulei prin „sufocare” ( hipoxie citotoxică). [13] Din acest motiv, cianura este o otravă pentru toate ființele vii, chiar și în doze foarte mici. A fost numit odată Prusiat , [14] un termen considerat acum vechi. [15] [16]

Chimie analitică

Spectrofotometria permite determinarea concentrațiilor totale de ioni de cianură (inclusiv și a celor sub formă organică) mai mari de 0,02 mg / L folosind reactivul mixt piridină / pirazolonă . [17] Acidul cianhidric produs prin încălzirea probei cu acid sulfuric într-un aparat Kjeldahl este mai întâi distilat sau, alternativ, poate fi distilat cu abur într-un alt mod, iar acest distilat este colectat pe o soluție de hidroxid de sodiu .

Soluția este apoi adăugată cu cloramină T care conduce la formarea clorurii de cianogen (Cl-CN) care reacționează cu reactivul piridină / pirazolonă producând un complex albastru a cărui absorbție este măsurată la 620 nm . O altă metodă foarte sensibilă și utilă pentru determinarea prezenței în urme a ionilor de cianură utilizează cromatografia ionică . În cele din urmă, cianura poate fi determinată recurgând la titrarea complexării cu azotat de argint folosind metoda Liebig sau varianta Deniges.

Levigarea

În minerit, cianura (CN - ) este utilizată pentru capacitatea sa puternică de a complexa aur (Au): 2 CN - + Au + → Au (CN) 2 - . Procesul se numește levigare cu soluții de cianură.

Cianura de sodiu (NaCN) se poate forma: cianură de hidrogen (HCN) sau poate reacționa cu metalele prezente în apă sau minerale pentru a forma cianuri simple sau complexe, în funcție de concentrația metalelor. Complexele (cianură + metale) sunt solubile în apă și sub această formă pot mobiliza metale toxice pentru ființele vii (Cd, Cr, Pb, Hg, As) producând un nou efect negativ.
Există două tipuri de pericole pentru mediu legate de utilizarea acestei tehnologii:

  • accidente care apar în timpul diferitelor faze (transport și utilizare)
  • daune de mediu pe scară largă provenite din deșeurile de cianură care nu pot fi ușor eliminate. Deoarece metalele grele și „drenajele” acide durează secole, acestea trebuie utilizate cu discreție.

Otravire cu cianura

Pictogramă lupă mgx2.svg Otravire cu cianura .
Avvertenza
 Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .

Deoarece substanțele pe bază de cianuri intră în procesele industriale (de exemplu placarea cu argint), expunerea profesională este un risc care trebuie întotdeauna avut în vedere. Cianurile anorganice, cum ar fi cele de sodiu sau potasiu , sunt foarte toxice dacă sunt ingerate: mai puțin de 500 mg sunt letale pe cale orală pentru oameni. Sărurile pot fi absorbite, într-o măsură mai mică, și percutanat. Mai periculos dacă este inhalat, deoarece este letal în doze foarte mici, este gazul HCN . Mirosul este asociat istoric cu cel al migdalelor amare, care au concentrații de cianură mult mai mari decât migdalele dulci.

O sursă de cantități mici de cianură este miezul unor tipuri de caise sau migdale, unde există sub formă organică ( amigdalină ). Amigdalina, inofensivă în sine, poate fi descompusă în intestin prin flora bacteriană eliberând componenta toxică a cianurii. Simptomele intoxicației cu cianuri apar imediat în caz de inhalare, în timp ce, dacă cianura a fost ingerată, apar în câteva zeci de minute sau mai mult (în funcție de starea de umplere a stomacului ). Intervalul este mult mai lung dacă compusul toxic este organic.

La început individul simte o senzație de amețeală și agitație, urmată de tahicardie , cefalee și senzație de strângere toracică. Există, de asemenea, tahipnee (creșterea frecvenței respiratorii) prin stimularea directă a receptorilor prin cianură. Apoi vin slăbiciunea, confuzia mentală, dezorientarea și prăbușirea . Moartea se produce datorită stopului respirator, dar nu apar semne de cianoză , dimpotrivă, pielea și membranele mucoase pot să aibă o culoare roșie marcată: acest lucru se datorează lipsei de oxigen în țesuturi, dar capacitatea lor de a-l utiliza a fost blocată.o afecțiune cunoscută sub numele de anoxie histotoxică.

Notă

  1. ^ JE Huheey, EA Keiter și RL Keiter, Chimie anorganică, Principii, Structuri, Reactivitate , ediția a II-a, Piccin, 1999, p. A-30, ISBN 88-299-1470-3 .
  2. ^ A b (EN) Cyano radical , pe webbook.nist.gov. Adus la 6 ianuarie 2021 .
  3. ^ JE Huheey, EA Keiter și RL Keiter, Chimie anorganică, Principii, Structuri, Reactivitate , ediția a II-a, Piccin, 1999, p. 203, ISBN 88-299-1470-3 .
  4. ^ JE Huheey, EA Keiter și RL Keiter, Chimie anorganică, Principii, Structură, Reactivitate , ediția a II-a, Piccin, 1999, p. 885, ISBN 88-299-1470-3 .
  5. ^ a b G. Salomone, MANUAL PRACTIC PENTRU LABORATORUL CHIMIC , I - Prepararea produselor chimice minerale, Torino, G. LAVAGNOLO, pp. 77-78.
  6. ^ Linus Pauling, Natura legăturii chimice și structura moleculelor și cristalelor: o introducere în chimia structurală modernă , ediția a treia, 1960, ISBN 0-8014-0333-2 ,OCLC 545520 . Adus la 8 iulie 2021 .
  7. ^ a b ( EN ) WP Griffith, Cianuri complexe ale metalelor de tranziție timpurie (grupele IVa-VIIa) , în Coordination Chemistry Reviews , vol. 17, n. 2-3, 1975-11, pp. 177-247, DOI : 10.1016 / S0010-8545 (00) 80303-3 . Adus la 4 ianuarie 2021 .
  8. ^ G. Salomone, GHID PRACTIC PENTRU PREPARAREA PRODUSELOR CHIMICE , G. Lavagnolo, p. 147.
  9. ^ a b NN Greenwood și A. Earnshaw, nichel, paladiu și platină , în Chimia elementelor , ediția a II-a, Butterworth-Heinemann, 1997, p. 1166, ISBN 0-7506-3365-4 .
  10. ^ (EN) Eugeny V. Alexandrov, Alexander V. Virovets și Vladislav A. Blatov,Topologic Motifs in Cyanometallates: From Building Units to Three-Periodic Frameworks , în Chemical Reviews, vol. 115, nr. 22, 25 noiembrie 2015, pp. 12286-12319, DOI : 10.1021 / acs.chemrev.5b00320 . Adus la 6 ianuarie 2021 .
  11. ^ Shin-ichi Nishikiori, Hirofumi Yoshikawa și Yuriko Sano, Inorganic - Organic Hybrid Molecular Architectures of Cyanometalate Host and Organic Guest Systems: Comportamentul specific al oaspeților , în Accounts of Chemical Research , vol. 38, nr. 4, 1 aprilie 2005, pp. 227-234, DOI : 10.1021 / ar0401707 . Adus la 6 ianuarie 2021 .
  12. ^ (EN) Mauro Pasta, Colin D. Wessells și Nian Liu, Baterii complete cu cadru deschis pentru stocarea de energie staționară , în Nature Communications, vol. 5, nr. 1, 2014-05, p. 3007, DOI : 10.1038 / ncomms4007 . Adus la 6 ianuarie 2021 .
  13. ^ Ronald Eisler, Enciclopedia Eisler a substanțelor chimice prioritare periculoase pentru mediu , Elsevier, 2007, p.206, ISBN 978-0-444-53105-6 .
  14. ^ Derivarea acidului prusic
  15. ^ Cianuro , în Treccani.it - ​​Treccani Vocabulary online , Institute of the Italian Encyclopedia.
  16. ^ Cianuro , în Sapere.it , De Agostini .
  17. ^ Istituto Superiore di Sanità , DETERMINAREA CIANURII TOTALE. METODĂ SPECTROFOTOMETRICĂ CU PIRAZOLONĂ PIRIDINĂ ( PDF ), pe iss.it. Adus pe 12 iunie 2010 .

Elemente conexe

Alte proiecte

V · D · M
Săruri și derivați covalenți ai ionului cianură
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
HCN El
LiCN Fii (CN) 2 B. C. NH 4 CN ,
N 3 CN		 OCN - ,
-NCO		 FCN Nici
NaCN Mg (CN) 2 Al (CN) 3 Da (CN) 4 ,
Me 3 SiCN		 P (CN) 3 SCN - ,
-NCS ,
(SCN) 2 ,
S (CN) 2		 ClCN Ar
KCN Ca (CN) 2 Sc (CN) 3 Ti (CN) 4 V. Cr (CN) 6 4− ,
Cr (CN) 6 3−		 Mn (CN) 2 Fe (CN) 3 ,
Fe (CN) 6 4− ,
Fe (CN) 6 3−		 Co (CN) 2 ,
Co (CN) 3		 Ni (CN) 2 ,
Ni (CN) 4 2−		 CuCN ,
Cu (CN) 2		 Zn (CN) 2 Ga (CN) 3 GE Ca (CN) 3 SeCN - ,
(SeCN) 2 ,
Dacă (CN) 2		 BrCN Kr
RbCN Sr (CN) 2 Y (CN) 3 Zr (CN) 4 Nb Mo (CN) 8 4− Tc Ru (CN) 6 3− Rh (CN) 6 3− Pd (CN) 2 AgCN Cd (CN) 2 În (CN) 3 Sn Sb (CN) 3 Tu ICN Xe
CsCN Ba (CN) 2 * Hf Ta W (CN) 8 4− rege Os (CN) 6 3− Ir (CN) 6 3− Pt (CN) 4 2- ,
Pt (CN) 6 4-
 AuCN ,
Au (CN) 2 -		 Hg 2 (CN) 2 ,
Hg (CN) 2		 TlCN Pb (CN) 2 Bi (CN) 3 Pic La Rn
Pr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt. Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
↓
* Acolo Ce (CN) 3 ,
Ce (CN) 4		 Relatii cu publicul Nd P.m Sm Eu Gd (CN) 3 Tb Dy eu am Er Tm Yb lu
** B.C Th Pa UO 2 (CN) 2 Np Pu A.m Cm Bk Cf Ex Fm Md Nu Lr
Controlul autorității Tezaur BNCF 32543 · LCCN (EN) sh85035028 · GND (DE) 4148424-1 · NDL (EN, JA) 00.57087 milioane
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Cianuro&oldid=122581374 ”