Cianuro di idrogeno

Cianuro di idrogeno
Nome IUPAC	Cianuro di idrogeno
Altri nomi	Acido idrocianico acido prussico, formonitrile anammonide formica nitro di idruro di carbonio ciclone
Identificatori
Numero CAS
Numero RTECS	MW6825000
Proprietà
Formula molecolare	HCN
Massa molecolare	27.03 g/mol
Apparenza	Gas incolore o blu pallido liquido altamente volatile
Densità	0.687 g/cm³, liquido.
Punto di fusione	-13.4°C (259.75 K, 7.88°F)
	Punto di ebollizione	25.6°C (299 K, 78°F)
Solubilità in acqua	Completamente miscibile.
Acidità (pKa)	9.2 – 9.3
Struttura
Forma molecolare	Lineare
Momento di dipolo	2.98 D
Pericoli
Principali pericoli	Altamente tossico, altamente infiammabile.
NFPA 704	4 4 2
R-frasi	R12, R26, R27, R28, R32.
Frasi S	(S1), S2, S7, S9, S13, S16, S28, S29, S45.
	Punto di fiamma	-17.78 °C
Composti correlati
Composti correlati	Cyanogen Cloruro di cianogeno cianuro di trimetilsilicio
Tranne dove diversamente indicato, i dati sono dati per materiali allo stato standard (a 25 °C, 100 kPa)

Il cianuro di idrogeno è un composto chimico con formula HCN. È un liquido incolore, molto velenoso e altamente volatile che bolle leggermente sopra la temperatura ambiente. Il gas è esplosivo in aria, a concentrazioni superiori al 5,6%. Una soluzione di cianuro di idrogeno in acqua è chiamata acido cianidrico, e i suoi sali sono chiamati cianuri.

Data la sua tossicità, il cianuro di idrogeno è elencato come agente di guerra chimica. Era il principio attivo dello Zyklon B, un insetticida usato dal regime nazista per l’omicidio di massa degli ebrei nelle camere a gas di Auschwitz, Majdanek e altri campi di sterminio.

D’altra parte, l’HCN è un precursore molto prezioso per la sintesi di molti composti chimici, dai polimeri ai farmaci. Nel 2000, una stima di 1.615 milioni di libbre (732.552 tonnellate) di questa sostanza è stata prodotta negli Stati Uniti.

Occorrenza

Alcuni frutti che hanno un nocciolo (come ciliegie e albicocche), mandorle amare e semi di mela contengono piccole quantità di cianoidrine come il mandelonitrile (CAS#532-28-5). Queste molecole si decompongono lentamente per rilasciare acido cianidrico.

Alcuni millepiedi rilasciano acido cianidrico come meccanismo di difesa. Così fanno alcuni insetti, come alcune falene burnet.

Il cianuro di idrogeno è contenuto nello scarico dei veicoli, nel fumo di tabacco e di legno, e nel fumo della combustione di materie plastiche contenenti azoto.

Ruolo nell’origine della vita?

Alcuni hanno proposto che l’acido cianidrico possa aver giocato un ruolo nell’origine della vita, in termini di essere un possibile precursore degli aminoacidi e degli acidi nucleici. Leslie Orgel, tra gli altri ricercatori, ha scritto molto sulle reazioni di condensazione dell’HCN. Anche se la relazione di queste reazioni chimiche con l’origine della vita rimane speculativa, gli studi in questo settore hanno portato alla scoperta di nuovi percorsi per composti organici derivati dalla condensazione dell’HCN.

Proprietà

Il cianuro di idrogeno ha un odore debole, amaro, simile alla mandorla. Alcune persone, tuttavia, non sono in grado di rilevare l’odore a causa di un tratto genetico.

Il punto di ebollizione dell’HCN è 26 °C (78,8 °F). In aria, il gas HCN è esplosivo a concentrazioni superiori al 5,6%, equivalente a 56.000 parti per milione (ppm).

Il cianuro di idrogeno è debolmente acido e si ionizza parzialmente in soluzione per dare l’anione cianuro, CN-.

Produzione

Attualmente, il cianuro di idrogeno è prodotto in grandi quantità da tre processi. Il più importante di questi processi è chiamato ossidazione Andrussov, inventato da Leonid Andrussow. In questo metodo, il metano e l’ammoniaca reagiscono in presenza di ossigeno a circa 1200 °C su un catalizzatore di platino:

CH4 + NH3 + 1,5O2 → HCN + 3H2O

L’energia necessaria per la reazione è fornita dall’ossidazione parziale di metano e ammoniaca.

Di minore importanza è il processo Degussa (processo BMA), in cui non viene aggiunto ossigeno e l’energia viene trasferita indirettamente attraverso la parete del reattore:

CH4 + NH3 → HCN + 3H2

Questa reazione è simile allo steam reforming, la reazione di metano e acqua.

In un altro processo (praticato alla BASF), la formammide viene riscaldata e scissa in acido cianidrico e acqua:

CH(O)NH2 → HCN + H2O

In laboratorio, piccole quantità di HCN sono prodotte dall’aggiunta di acidi a sali di cianuro di metalli alcalini:

H+ + NaCN → HCN + Na+

Questa reazione è stata talvolta alla base di avvelenamenti accidentali perché l’acido converte un sale di cianuro non volatile in HCN gassoso.

Reazioni

HCN si combina con chetoni e aldeidi per dare cianoidrine. Gli amminoacidi sono preparati da questa reazione. Per esempio, l’aminoacido essenziale metionina è prodotto per questa via. La cianoidrina dell’acetone è un precursore del metil metacrilato.

In una reazione nota come idrocianazione, l’HCN si aggiunge agli alcheni per dare nitrili. Questa reazione è impiegata per produrre adiponitrile, il precursore del Nylon 66.

Applicazioni

Il cianuro di idrogeno è un prezioso materiale di partenza per la sintesi di vari composti organici. Il suo uso principale è nella produzione di adiponitrile, che viene poi usato per produrre nylon. Una seconda importante applicazione è per la sintesi del metacrilato di metile, che a sua volta è necessario per la produzione di resine di polimetilmetacrilato (PMMA). Inoltre, l’HCN è usato nella tempra dell’acciaio, nella tintura, negli esplosivi e nell’incisione.

Il meno tossico acetato di etile (C4H8O2) ha ora ampiamente sostituito l’uso del cianuro nei vasi per l’uccisione degli insetti. Tuttavia, il cianuro viene usato per la pena capitale.

Come arma chimica

Una concentrazione di HCN di 300 parti per milione nell’aria ucciderà un uomo in pochi minuti. La tossicità è causata dallo ione cianuro, che impedisce la respirazione cellulare.

Zyklon B era un insetticida che rilascia idrogeno cianuro gassoso all’esposizione all’aria. Ha guadagnato notorietà per il suo uso da parte del regime nazista a metà del ventesimo secolo come metodo di omicidio di massa, nelle camere a gas di Auschwitz e Majdanek durante l’Olocausto.

Il cianuro di idrogeno è comunemente elencato tra gli agenti di guerra chimica che causano avvelenamento generale. È elencato nell’Allegato 3 della Convenzione sulle armi chimiche come un’arma potenziale con usi industriali su larga scala. Come tale, gli impianti di produzione nei paesi firmatari che producono più di 30 tonnellate all’anno devono essere dichiarati e possono essere ispezionati dall’Organizzazione per la proibizione delle armi chimiche (OPCW).

Anche se non ci sono stati casi verificati di utilizzo di questo composto come arma in guerra, è stato riportato che l’acido cianidrico potrebbe essere stato impiegato dall’Iraq nella guerra contro l’Iran e contro i curdi nel nord dell’Iraq durante gli anni ’80.

Nel 1995, un dispositivo è stato scoperto in un bagno della stazione della metropolitana di Kayabacho Tokyo che consisteva in sacchetti di cianuro di sodio e acido solforico con un motore telecomandato per romperli in quello che si credeva essere un tentativo di produrre quantità tossiche di gas cianuro di idrogeno da parte del culto Aum Shinrikyo. Nel 2003, Al Qaeda avrebbe pianificato di attaccare la metropolitana di New York City usando gas di cianuro di idrogeno, ma ha abortito l’attacco per ragioni sconosciute.

Vedi anche

• Guerra chimica
• Nylon

Note

• Brown Jr., Theodore L., H. Eugene LeMay, Bruce Edward Bursten, e Julia R. Burdge. 2002. Chimica: La scienza centrale, 9a ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0130669970
• Chang, Raymond. 2006. Chimica, 9° ed. New York, NY: McGraw-Hill Science/Engineering/Math. ISBN 0073221031
• Cotton, F. Albert, e Geoffrey Wilkinson. 1980. Chimica inorganica avanzata, 4a ed. New York, NY: Wiley. ISBN 0-471-02775-8
• McMurry, J., and R.C. Fay. 2004. Chimica, 4a ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0131402080

Tutti i link recuperati il 22 gennaio 2018.

• Cianuro di idrogeno e cianuri (CICAD 61)
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• Cianuro di idrogeno: effetti sulla salute, gestione degli incidenti e tossicologia

Agenti di guerra chimica
Agenti ematici:	Cloruro di cianogeno (CK) – Cianuro di idrogeno (AC)
Agenti anticolica:	Lewisite (L) – Gas mostarda allo zolfo (HD, H, HT, HL, HQ) – Gas mostarda all’azoto (HN1, HN2, HN3)
Agenti nervini:	Agenti G: Tabun (GA) – Sarin (GB) – Soman (GD) – Ciclosarina (GF) | V-Agenti: VE – VG – VM – VX
Agenti polmonari:	Cloro – Cloropicrina (PS) – Fosgene (CG) – Difosgene (DP)
Agenti inabilitanti:	Agente 15 (BZ) – KOLOKOL-1
Agenti antisommossa:	Spray al pepe (OC) – Gas CS – Gas CN (macis) – Gas CR