Д) Циан и его производные

Циан, точнее дициан, С₂N₂, структурная формула NºС—СºЫ, бесцветный газ, т. кип. -21,4°С. Ядовит. Образуется при нагревании цианида ртути(П) Нg(СN)₂. Сгорает красно-фиолетовым пламенем, при этом развивается очень высокая температура (с О₂ при нормальном давлении температура пламени достигает 4500°С): С₂N₂ + 2O₂ = 2СО₂ + N₂.

Еще более высокую (и наивысшую) температуру пламени можно полу­чить при сгорании динитрида тетрауглерода (дицианоацетилена) С₄N₂, или NºO—СºС—сºN. При сгорании этого соединения в озоне при 4 МПа температура достигает почти 6000°С.

Циан можно назвать «псевдогалогеном», а соединения циана — «псевдогалогенидами», поскольку цианидион СN^- и галогенидионы очень похожи по свойствам.

Циановодород НСN — бесцветная жидкость с характерным запахом горького миндаля, т. кип. »26°С. Чрезвычайно ядовит. Смертельная доза — 50 мг НСN, продолжительность действия — несколько секунд, циановодород блокирует дыхательные ферменты и вызывает удушье. Хорошо растворим в воде. Водный раствор НСN называется циановодородной (синильной) кислотой; кислотные свойства НСN выражены слабо.

В лаборатории НСN получают из цианидов по реакции обмена с силь­ными кислотами; техническое получение основано на взаимодействии метана с аммиаком в присутствии воздуха с участием платино-родиевого катализа­тора при 800—1000°С (способ Андрусова): СН₄ + NН₃ = НСN + 3Н₂

Реакция эндотермическая; необходимую теплоту поставляет образую­щийся водород, который сгорает и нагревает реакционную смесь.

Циановодород — промежуточный продукт в производстве органического стекла и полиакрилнитрильных волокон, а также некоторых ядохимикатов. НСN присоединяется к ненасыщенным органическим соединениям, таким как альдегиды и кетоны, с образованием нитрилов, которые омыляются и перехо­дят в карбоновые кислоты.

Цианиды — соли циановодорода, например цианид натрия NаСN и цианид калия КСN. Цианиды щелочных элементов хорошо растворимы в воде, Очень ядовиты (смертельная доза 150 мг), при хранении во влажном воз­духе переходят в карбонаты с выделением циановодорода: 2КСN + Н₂О + СО₂ = К₂СО₃ + 2НСN отравляя тем самым атмосферу помещений. Применяют для приготовления гальванических электролитов, для выделения золота и серебра цианидо-щелочными способами, для получения синильной кислоты, а также красной кро­вяной соли, берлинской лазури и других цианокомплексов. Распространенные комплексные цианиды:

К₄[Fе(СN)₆] — гексацианоферрат (II) калия, желтая кровяная соль;

К₃[Fе(СN)₆]— гексацианоферрат (III) калия, красная кровяная соль;

КFе³⁺[Fе²⁺(СN)₆] — гексацианоферрат (II) железа (III)-калия, растворимая берлинская лазурь (турнбулева синь);

Fе₄³⁺[Fе²⁺(СN)₆]₃ — гексацианоферрат (II) железа (III), нерастворимая берлинская лазурь;

Nа₂[Fе(NО⁺) (СN)₅] — пентацианонитрозилийферрат (II) натрия, нитропруссид натрия.

В гальванотехнике используются:

Nа₃[Сu(СN)₄] — тетрацианокупрат (I) натрия;

Nа₂[Zn(СN)₄] — тетрацианоцинкат (II) натрия;

Nа₂[Сd1(СN)₄] — тетрацианокадмат (II) натрия;

К[Аg(СN)₂] — дицианоаргентат (I) калия;

К[Аg(СN)₂] — дицианоаурат (I) калия.

Из других соединений циана практическое значение имеют циановая кис­лота НОСN и ее соли — цианаты; гремучая кислота НСNО и ее соли — фуль­минаты, например Нg(СNО)₂ — фульминат ртути (II), используемый в каче­стве детонатора; цианамид NН₂СN, или NºС — NН₂, цианамид кальция СаСN₂ и дициандиамид NH = C(NH₂)—NH—СºN, это соединение и NН₂СN используются в производстве аминопластов.