Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Циановодородная кислота

Синильная кислота, цианистоводородная кислота, нитрил муравьиной кислоты, формонитрил

Физико-химические свойства. HCN — легкоподвижная жидкость, в водных растворах имеющая запах горького миндаля. Легко воспламеняется. При пожаре выделяются оксиды азота. Запах опознается при концентрации 2–5 мг/м3. Со щелочами образует аммиак со взрывом. В присутствии аммиака и следов щелочей HCN темнеет, что связано с образованием продуктов ее полимеризации. При кипячении водных растворов (а также в щелочной среде) идет гидролиз HCN с образованием формиата аммония. Образует комплексные соединения. Пары тяжелее воздуха – скапливаются в низких участках поверхности, тоннелях подвалах.

 

Формула

HCN

Атомная или молекулярная масса

27,03

Цвет, сингония кристалла (модификация)

бц. г. или жидк.

Плотность, г/см3, при 20 ºС (или при Т)

0,901 г/л; 0,688 (жидк.)

Температура,  ºС

плавл.

-13,3

кип.

25,65

Растворимость, г/100 г

в воде

20 ºС

100 ºС

в других растворителях (при Т, ºС)

EtOH ∞; р. Et2O

Отношение к неорганическим веществам

 

Получение. В промышленности HCN получают следующим образом: 1) действием разбавленных кислот на цианиды; 2) сухой перегонкой паточной барды (образуются метиламины, разлагающиеся при 1000–1100 ˚С с образованием HCN); 3) абсорбцией из коксового газа; 4) контактным окислением метана и аммиака; 5) из метана и аммиака при электроразряде; 6) из аммиака и СО прямым взаимодействием в присутствии катализатора или по формамидному способу — дегидратацией формамида, образующегося при взаимодействии СО с NH3 в щелочном спиртовом растворе; 7) пирогенетическим разложением (электро- или термокрекинг) углеводородов с N2 или NH3.

Применение. Исходное соединение для многих органических синтезов: получение мономеров для нитрильных каучуков (промышленный синтез акрилонитрила), синтетического волокна, пластмасс, органического стекла, метиламина, производных формамида, гидроксинитрилов, хлоро- и бромоциана.

Антропогенные источники поступления в окружающую среду. Выделяется в воздух при производстве бензола, толуола и ксилола, на коксохимических заводах, при гидрогенизации угля, при гальванопластических процессах, при горении целлулоида и нагревании полимерных композиций (нейлона, полиакрилонитрила, полиуретана, карбамидных и меламиновых пластмасс), при сгорании шерсти, при неполном сгорании или сухой перегонке азотистых органических веществ и при получении из них цианидов; при цианировании стали; при изготовлении гексацианоферрата (III) калия (красной кровяной соли) и ее применении для крашения и протравливания тканей (сточные воды в этих производствах также содержат HCN); в производстве тиоцианатов; при изготовлении щавелевой кислоты; при действии на белки концентрированной азотной и серной кислот; при закаливании и жидкой цементации металлов, в металлургии (например, при флотации сульфидной свинцово-цинковой руды, при брикетировании ферросилиция и ферромарганца). В доменном газе находили 0,03–0,3 г цианистых соединений на 100 м3, в сточных промывных водах газоочистки — 2,7–9 мг в 1 л воды. Табачный дым содержит HCN (10 г табака дают 2 мг HCN). Образование HCN возможно под влиянием бактерий в бродильном соке.

Циановодород и цианиды присутствуют в промышленных сточных водах рудообогатительных фабрик, рудников, приисков, гальванических цехов, металлургических и металлообрабатывающих заводов, газогенераторных станций, газовых и коксохимических заводов. Кроме того, в воде часто присутствуют комплексные цианиды металлов, которые в незначительной степени также диссоциируют с образованием иона СN. При обработке активным хлором в кислой среде происходит разложение цианидов и образуется хлороциан — чрезвычайно токсичное, малорастворимое в воде газообразное соединение.

Токсическое действие. Максимальная концентрация HCN, не нарушающая биохимических процессов в воде, — 50 мг/л (Грушко).

Человек. По данным N.I. Sax, минимальная смертельная концентрация при 10-минутной ингаляции — 200, при 1-часовой — 120 мг/м3; минимальная смертельная доза при поступлении в желудок — 0,57 мг/кг, подкожно и внутривенно — 1 мг/кг.

Токсические концентрации HCN для человека.

Концентрация, мг/м3

Токсическое действие

1

Пороговая концентрация по запаху

5–20

У отдельных лиц головные боли и головокружение

20–50

При длительном вдыхании (часами) головная боль, тошнота, рвота, сердцебиение

50–60

Переносится 30 мин — 1 ч без немедленного или более позднего действия. При вдыхании в течение 30–60 мин у части людей нет проявлений токсического действия ни в раннем, ни в более позднем периоде, у других возможен токсический эффект спустя несколько часов после воздействия

100

Опасна для жизни; обычно смерть наступает в течение первого часа

120–150

Смерть после 30 мин — 1 ч

200

Смерть после 10 мин

300

В покое человек может выдержать без головокружения в течение 2 мин

400

В покое без головокружения можно выдержать 1,5 мин

550

Без серьезных последствий можно выдержать 1 мин

7000–12000

Уже при 5-минутном пребывании опасно из-за отравления через кожу (дыхание через противогаз)

22000

Через 8–10 мин — даже при нахождении в противогазе — головокружение, слабость и сердцебиение; потеря трудоспособности на 2–3 дня

 

Местное действие. Оказывает слабое раздражающее действие на кожу, вызывает зуд, появление пузырьков, напоминающих ожоговые. При попадании в глаза вызывает локальное раздражение.

Комбинированное действие. Токсический эффект резко усиливается под влиянием даже малых доз алкоголя. При совместном хроническом воздействии свинца и цианидов, мышьяка и цианидов (комбинации, существующие в сточных водах металлургических и горнообогатительных комбинатов) на уровне ПДК для каждого ксенобиотика в эксперименте проявляется простая суммация эффектов (Новакова, Диноева; Водиченска).

Хемобиокинетика, метаболизм. HCN и его соли всасываются в кровь в течение нескольких секунд, попадая через ЖКТ и легкие. Проникновение через кожу происходит медленнее. Максимальное содержание цианид-ионов вне зависимости от пути поступления и вида животного — в головном мозгу, миокарде и мышечных тканях; в печени наибольшее содержание при поступлении в желудок или в/б и наименьшее — при ингаляционном пути поступления или через кожу. Содержание цианид-ионов в цельной крови большее, чем в сыворотке (Александров и др.; Ballantyne). Основным метаболитом являются менее ядовитые тиоцианаты. При введении в организм животных больших доз HCN пик образования и выделения с мочой через 24–48 ч. Частично происходит окисление через циановую кислоту до СО2, а также соединение с циотином с образованием иминотиазолидин-4-карбоновой кислоты. В выдыхаемом воздухе также обнаружен HCN: у здоровых некурящих мужчин 0,67 нМ/л, что связывают с его образованием из тиоцианата (Lunguist et al.).

Гигиенические нормативы. ПДКр.з для циановодорода и его солей (в пересчете на HCN) = 0,3 мг/м3, газ, 1 класс опасности, обладает остронаправленным механизмом действия, требует автоматического контроля за его содержанием в воздухе. В США и Великобритании для цианводорода и его солей установлен норматив для рабочей зоны на уровне 10,0 мг/м3.

В атмосферном воздухе установлена ПДКс.с = 0,01 мг/м3.

В воде водоисточников установлена ПДКв = 0,1 мг/л, санитарно-токсикологический показатель вредности.

Методы определения. В воздухе. Рекомендованный метод основан на образовании роданида натрия при взаимодействии циановодорода с тетратионатом натрия и последующей реакции с хлоридом железа; образующуюся окраску фотометрируют при 450 нм (Измерение…). Диапазон измеряемых концентраций от 0,15 до 1,5 мг/м3, погрешность не более 25 %. Определению мешают: уксусная кислота и девятикратное количество фтористого водорода. Ранее были рекомендованы: 1) Метод, основанный на реакции HCN с бромом и последующем взаимодействии образующегося бромоциана с пиридином и анилином. Предел обнаружения в анализируемом объеме раствора 0,1 мкг, в воздухе — 0,1 мг/м3 (Методические указания…№ 17). 2) Метод, основанный на реакции цианид-ионов с хлорамином Т и фотометрическом определении окрашенного продукта взаимодействия образующегося хлороциана с пиридином и барбитуровой кислотой; предел обнаружения в анализируемом объеме раствора — 0,1 мкг в пробе, в воздухе — 0,15 мг/м3; диапазон измеряемых концентраций 0,15–1,5 мг/м3; границы суммарной погрешности не более ± 25 %; определению мешают тиоцианаты (Методические указания… № 17). 3) Метод для определения HCN и цианплава, основанный на превращении HCN в хлорциан и определении последнего по образованию полиметинового красителя; предел обнаружения 0,24 мкг в пробе раствора, в воздухе — 0,12 мг/м3; погрешность определения не более  20 %; диапазон измеряемых концентраций 0,12–2,4 мг/м3 (Методические указания…№ 19). Разработан потенциометрический метод для воздуха рабочей зоны (Маркова). Диапазон определяемых концентраций 0,02-20 мг/м3, погрешность в пределах 10 %. Впоследствии чувствительность метода была повышена до 0,01 мг/м3 и он был адаптирован к анализу воды и биоматериалов (Маркова и др.). Описано определение HCN в присутствии нитрила акриловой кислоты с помощью ГХ с применением электронно-захватного детектора; чувствительность 0,005 мг/м3 (Перцовский). J. Johnson and G. Icom предлагают радиоизотопный метод определения HCN в выдыхаемом воздухе.

Определение цианидов в воде (Лурье). Определение в пищевых продуктах основано на применении колориметрического метода с пиридином и барбитуровой кислотой в качестве реагентов (Hönig et al.).

Определение в почве и отбросах основано на спектрометрическом определении цианидов, выделенных из проб при рН = 7, рН = 4 и рН = 2 с пиридином и барбитуровой кислотой. Метод пригоден для исследования грунтов с различным содержанием гумуса, а также промышленных отбросов. Предел обнаружения около 0,06 мг в 1 кг (Horvath et al.).

Определение в биологических средах: качественное — по образованию гексацианоферрата (II) железа (III) — берлинской лазури (Тейзингер и др., Гадаскина и др.). Количественное — ГХ и масс-спектрометрия (Thomson, Anderson), флюориметрия (Ganjeloo et al.). Предлагается также спектрофотометрический метод определения в крови и в моче, основанный на переводе органических и неорганических соединений CN в NaCN и далее — в окрашенный комплекс (Johnson, Williams); ускоренное определение в крови спектрофотометрическим методом, ошибка определения 3–9 % (Holzbecher, Ellenberger); ускоренное прямое определение свободных ионов CN в плазме крови и общего содержания CN в цельной крови, ошибка 2,3 % (Groff et al.).

Меры профилактики. Создание безопасных условий труда в производствах, где возможно наличие цианистых соединений, представляет непростую задачу, так как гигиенические требования должны разрабатываться применительно к конкретным производствам с учетом специфики технологического процесса. Учитывая токсичность данных соединений, контроль воздушной среды должен осуществляться систематически при использовании прибора с автоматической сигнализацией, дающей показания с запаздыванием не более 6 минут при концентрации до 5 мг/м3.

Работающие, имеющие контакт с цианистыми соединениями, должны подвергаться периодическим, а вновь поступающие на работу — предварительным медицинским осмотрам.

Природоохранные мероприятия должны быть направлены прежде всего на эффективную очистку промышленных сточных вод, создание бессточных производств. Очистка сточных вод от циана основана на способности его к окислению. Наилучший эффект достигается при обработке стоков активным хлором. В этом случае в щелочной среде цианиды полностью разрушаются. В кислой среде при недостаточной дозе хлора может образоваться избыток токсичного легколетучего хлорциана.

Первоочередные мероприятия, рекомендуемые при воздействии циановодорода: изолировать опасную зону в радиусе 200 метров и не допускать посторонних; держаться с наветренной стороны, избегать низких мест; запретить вход в подвалы, тоннели, низины; входить в зону аварии в полной защитной одежде; не прикасаться к пролитому веществу; не допускать попадания вещества в водоемы (Стандарты…).

Организация химического контроля за воздухом осуществляется с помощью: газоанализатора «Миндаль» в диапазоне 0-1,5 мг/м3; индикаторных трубок ГПХВ-2 в диапазоне 0,1-10 мг/м3; переносного ионного хроматографа ХПИ-1 или ИХ-2001 фирмы «Биотроник» с пробопреобразователем в диапазоне 0,1-30 мг/м3 (Стандарты…).

Индивидуальная защита. Важно использовать комплекс средств индивидуальной защиты. Для защиты органов дыхания следует пользоваться фильтрующими промышленными противогазами, строго соблюдая правила их эксплуатации; при ощущении слабого запаха немедленно выйти из загрязненной зоны и заменить коробку противогаза. С целью защиты глаз надо пользоваться защитными очками, а кожи рук — перчатками. Перчатки должны отвечать требованиям, предъявляемым к конкретным условиям работы (резиновые, капроновые, перхлорвиниловые и др.). Работающим с HCN запрещается принимать пищу и хранить личные вещи в производственных помещениях. Обязательное мытье рук перед принятием пищи, курением. Рекомендуется смазывание кожи рук до работы жидкостью, состоящей из 20 частей нашатырного спирта, 100 частей глицерина, 50 частей этилового спирта (96˚), 5 частей борной кислоты и 25 частей воды. После работы — обработать руки 0,2 % раствором KMnО4 или перекисью водорода, тщательно прополоскать рот и принять душ. Одежда, загрязненная HCN, должна очищаться и обезвреживаться. Для обезвреживания спецодежду следует замачивать в течение 2 ч в 2 % растворе соды с добавлением 2 % FeSO4.

Неотложная помощь. Вынести пострадавшего на свежий воздух, вдыхание амил-нитрита на ватке, снять загрязненную одежду, покой, тепло, антидотная терапия (нитриты, аминофенолы, метиленовая синь, тиосульфаты, органические соединения кобальта). Внутривенно 10–15 мл 2 % раствора нитрита натрия – медленно, со скоростью 2,5-5 мл в 1 мин, или 50 мл хромосмона (1 % раствор метиленовой сини в 25 % растворе глюкозы). Спустя 3–5 минут внутривенно с той же скоростью — тиосульфат натрия (50 мл 30 % раствора). Антидоты по показаниям вводят повторно в половинной дозе каждые 10 минут, 2–3 раза. Одновременно проводят остальную терапию. Ингаляция кислорода, подкожно эфедрин, кордиамин, следить за артериальным давлением! Повторные внутривенные введения — 20–40 мл 40 % раствора глюкозы с тиамином (5 % — 1 мл), ниацином (2,5 % — 1 мл) и аскорбиновой кислотой (5 % — 5 мл). При слабом пульсе и пониженном кровяном давлении дополнительно внутривенно 40 мл 1,5 % раствора кобальтовой соли ЭДТУ: если кровяное давление не повысилось, через 2–3 минуты вводят повторно в половинном количестве. При нарушении дыхания или его остановке — внутривенно лобелин (0,5 мл 1 % раствора), либо цититон (0,5 — 1 мл). Длительное искусственное дыхание. После того как пострадавший пришел в сознание и у него восстановилось дыхание, необходима госпитализация. При снижении АД вводят полиглюкин, преднизолон; при судорогах – седуксен. Госпитализация обязательна во всех случаях 

 

Система комментирования SigComments

Не нашли что искали? Вы можете оставить заявку, в форме обратной связи.

Портал Gosstanart.info не осуществляет коммерческой деятельности, не сотрудничает с рекламодателями, производителями товаров и компаниями предоставляющими услуги. Просьба, не обращаться с коммерческими предложениями! Вся информация, представленная на портале, результат независимых исследований и является свободно распространяемой информацией.

Главная  Новости портала   Черный список   Архив   Обратная связь