Цианиды

Циани́ды — соли цианистоводородной (синильной) кислоты. В номенклатуре IUPAC к цианидам относят также C-производные синильной кислоты — нитрилы.

Цианид-анион, представлен различными способами.

ПолучениеПравить

Основой способ получения цианидов щелочных металлов — взаимодействие соответствующего гидроксида с синильной кислотой, в частности, это основной метод получения наиболее крупнотоннажного цианида — цианида натрия. Другой промышленный метод получения цианида натрия — сплавление цианамида кальция с углём и хлоридом натрия либо содой с образованием цианплава:

$\mathsf{C}\mathsf{a}\mathsf{C}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{N}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{a}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {CaCN_{2}+C+2NaCl\rightarrow 2NaCN+CaCl_{2}}}$ 

Прочие цианиды получают в основном реакциями обмена цианидов щелочных металлов с соответствующими солями.

Цианиды щелочных металлов также могут быть получены взаимодействием металла с дицианом:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{N}$${\mathsf {C_{2}N_{2}+2Na\rightarrow 2NaCN}}$ 

или из роданидов путём нагрева их в присутствии железного порошка:

$\mathsf{K}\mathsf{S}\mathsf{C}\mathsf{N}\mathsf{+}\mathsf{F}\mathsf{e}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{N}\mathsf{+}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{S}$${\mathsf {KSCN+Fe\rightarrow KCN+FeS}}$ 

СвойстваПравить

Цианиды щелочных и щёлочноземельных металлов — ионные соединения, хорошо растворимые в воде. Их водные растворы вследствие гидролиза имеют щелочную реакцию, и при использовании в промышленности в растворы цианидов щелочных металлов в качестве стабилизатора добавляют соответствующие гидроксиды. Цианиды щелочных металлов во влажном воздухе разлагаются с выделением синильной кислоты и образованием соответствующего карбоната.

При нагревании водные растворы ионных цианидов разлагаются с образованием формиата и аммиака:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{N}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {NaCN+2H_{2}O\rightarrow HCOONa+NH_{3}}}$ 

Под действием мягких окислителей (в том числе и при действии кислорода воздуха) цианиды щелочных металлов легко окисляются до цианатов:

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{N}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {2NaCN+O_{2}\rightarrow 2NaNCO}}$ 

ПрименениеПравить

• Цианиды применяют для извлечения золота и серебра из руд методом цианирования (один из процессов гидрометаллургии, основанный на растворении металла в цианистых растворах вследствие образования комплексных солей).
• В электрохимии — как комплексообразователь с высокой константой устойчивости для составления электролитов для гальванического покрытия благородными металлами изделий (золочение, серебрение, платинирование).
• В органическом синтезе.
• Цианиды применяют в аналитической химии для разделения металлов (как комплексообразователь).
• Как и ферроцианиды, цианиды когда-то использовались для азотирования стали.
• Использовались в качестве ядов, в том числе как яд от мышей и крыс; синильная кислота и некоторые её производные (хлорциан) также применялись в качестве боевых отравляющих веществ.
• В качестве отбеливателя в мокром фотопроцессе.

ТоксикологияПравить

 

Фермент, ингибируемый цианидами, — цитохром c-оксидаза, находящаяся во внутренней мембране митохондрий.

Все (неорганические) цианиды очень ядовиты. Цианиды в XX веке применялись как отравляющее вещество против грызунов в сельском хозяйстве. В начале XX века синильная кислота использовалась французами как боевое отравляющее вещество (ОВ), как например хлорциан.

Цианид-анион является ингибитором фермента цитохром с-оксидаза (он же aa₃) в IV комплексе дыхательной цепи переноса электронов (у эукариот локализована на внутренней мембране митохондрий). Связывается с железом, входящим в состав фермента, чем препятствует переносу электронов между цитохром с-оксидазой и кислородом. В результате нарушается транспорт электронов, и, следовательно, прекращается аэробный синтез АТФ.

Наиболее токсичным цианидом является синильная кислота.

Обезвреживание цианидов в сточных водах предприятийПравить

Промывные воды гальванических участков, в которых используются цианиды, относительно легко обезвреживаются с помощью окислителей. В связи с этим в 80-х — 90-х гг. XX века был приостановлен массовый переход на «нецианистые электролиты» — оказалось, что несмотря на меньшую токсичность, они сложнее в обезвреживании и часто менее технологичны.

Наиболее часто применяются гипохлориты (хлорная известь, гипохлорит натрия).

Меры при отравлении цианидамиПравить

При отравлении цианидами следует принять следующие меры:

Противоцианидные антидоты вводят внутривенно или перорально. Их можно разделить на три основных класса. Первый — сахара (прежде всего глюкоза), необратимо связывающие цианиды в нетоксичные циангидрины. Постоянно присутствуют в крови, собственно, и обеспечивая максимальную несмертельную дозу в десятки миллиграммов.

Из второй группы можно назвать тиосульфат натрия, который реагирует с цианидами, превращая их в роданиды, которые также безвредны. Третья группа антидотов — вещества, превращающие гемоглобин крови в метгемоглобин. Он не способен переносить кислород, но быстро связывает цианиды с образованием цианметгемоглобина, который впоследствии выводится из организма. К этой группе относятся некоторые красители (например, метиленовый синий), органические и неорганические нитриты.

Метгемоглобинобразователи наиболее эффективны из всех антидотов, так как действуют быстрее других, но в то же время они и опасны сами по себе: при их передозировке кровь теряет способность переносить кислород. Кроме того, реакция образования цианметгемоглобина обратима, и со временем часть цианида будет высвобождаться обратно. Поэтому антидоты этой группы применяют обычно в сочетании с антидотами других групп.

К третьей группе относятся амилнитрит и нитроглицерин.

См. такжеПравить

• Изоцианиды
• Ферроцианиды
• Феррицианиды
• Роданиды
• Дициан
• Цианид индия(III)-калия

СсылкиПравить

• Отравление цианидом