Циан (вещество)

Циан
Общие
Систематическое наименование	Циан
Традиционные названия	Дициан
Химическая формула	C2N2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	газ
Отн. молек. масса	52,04 а. е. м.
Молярная масса	52,04 г·моль−1 г/моль
Плотность	0,95 г·см−3 (жидкость, −21 °C) 2,38 г·л−1 (газ, 0 °C, 1013 mbar)
Термические свойства
Температура плавления	-34,3; −28 °C
Температура кипения	−21; -20,7 °C
Давление пара	0,49 MPa (20 °C)
Химические свойства
Растворимость в воде	45020 мл/100 мл
Растворимость в этаноле	23020 мл/100 мл
Растворимость в диэтиловом эфире	50018 мл/100 мл

Циан, дициан, (CN)₂ — динитрил щавелевой кислоты, бесцветный газ с резким запахом; t_пл −27,8 °C; t_кип −21,15 °C; ограниченно растворим в воде, лучше — в спирте, эфире, уксусной кислоте.

Химические свойства

При длительном нагревании (400 °C) превращается в аморфный полимер — парациан (CN)_x: (х = 2000-3000), который при 800 °C полностью деполимеризуется. Для циана характерны т. н. псевдогалогенные свойства: подобно галогенам (хлор, бром) он взаимодействует с водными растворами щелочей:

$\mathsf{(CN)_2 + 2KOH \rightarrow KCN + KCNO + H_2O}$

Имеет характерный запах миндаля.

Получение

• Получают в промышленности каталитическим окислением синильной кислоты:

• с кислородом в присутствии серебрянного катализатора:

$\mathsf{4HCN + O_2 \rightarrow 2(CN)_2 + 2H_2O}$

• с хлором на активированном угле:

$\mathsf{2HCN + Cl_2 \rightarrow (CN)_2 + 2HCl}$

• с диоксидом азота:

$\mathsf{2HCN + NO_2 \rightarrow (CN)_2 + NO + H_2O}$

• В лаборатории получают окислением цианидов двухвалентной медью Cu(II) в водных растворах:

$\mathsf{4CN^- + 2Cu^{2+} \rightarrow (CN)_2 + 2CuCN}$

• Взаимодействием раскалённого кокса с азотом.

• Дегидратацией диамина щавелевой кислоты (CONH₂)₂.

• Образуется при пиролизе азотсодержащих органических соединений и поэтому в малых количествах содержится в коксовом и доменном газах.

Нахождение в природе

Циан спектроскопически обнаружен в кометах, обнаружен в атмосфере Титана.

Применение

Используется в органическом синтезе (получение оксамида) и сваривании металлов.

В 1824 году немецкий химик Фридрих Вёлер получил из дициана и воды щавелевую кислоту.

Безопасность

• Ядовит, но по токсичности уступает синильной кислоте (фактор от 2 до 10) и её солям — цианидам. Граница восприятия человеком характерного запаха «миндаля» лежит значительно выше чем у синильной кислоты, тем не менее циан является очень опасным газом. В начале происходит резорбирование циана организмом и последующий распад С-С связи. Механизм его токсического действия похож на механизм действия синильной кислоты: блокада трехвалентного железа в системе клеточного дыхания (Цитохром с-оксидазы) и как следствие «удушие» на клеточном уровне.
• Горюч, легко воспламеним, образует с воздухом взрывные смеси.

Литература

• Brotherton Т. К., Lynn J. W., The synthesis and chemistry of cyanogen, «Chemical reviews», 1959, v. 59, ? 5, р. 841
• Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.