Tsüaan

Tsüaan ehk etaandinitriil (keemiline valem (CN)2) on keemiline aine, mille molekul koosneb kahest tsüanorühmast, mis on kovalentse üksiksideme abil ühendatud süsinikuaatomite kaudu. Tsüanorühmades on süsiniku- ja lämmastikuaatomi vahel kolmikside.

Tsüaanimolekul sarnaneb keemilistelt omadustelt kaheaatomiliste halogeenimolekulidega, mistõttu tsüaan arvatakse pseudohalogeenide hulka.

CAS-number on 460-19-5.

Füüsikalised omadused
Toatemperatuuril on tsüaan terava, mõrumandli ja virsikulehtede lõhna sarnase lõhnaga värvusetu gaas.

Tsüaani sulamistemperatuur on –27,8 või –27,9 °C (251,98 K), keemistemperatuur –20,7 °C (teistel andmetel –21,17 °C või –21,15 °C). Kriitiline punkt on 12,7 MPa, 59 °C.

Tsüaani tihedus on ligikaudu kaks korda suurem kui õhul sama temperatuuri ja rõhu juures. Normaaltingimustel on tihedus 1,806 g/l. Temperatuuril –21 °C on vedeliku tihedus 0,9577 g/cm3.

Molaarmass on 52,036 g/mol.

Isesüttimistemperatuur on üle 650 °C.

Plahvatuspiirid on 3,9...36,6%.

Lahused
Tsüaan lahustub neljas osas vees. Seismisel moodustub ammooniumoksalaat.

Tsüaan lahustub hästi etanoolis, dietüüleetris, äädikhappes.

Keemilised omadused
Kõrge rõhu all tekib tsüaani reageerimisel hapnikuga leek, mille temperatuur on umbes 4800 °C (teistel andmetel 4500 °C). See on suurim teadaolev gaasi põlemise leek. Kõrgeim teadaolev leegitemperatuur keemilistes reaktsioonides üldse on umbes 6000 °C).

Umbes 400 °C juures tekib valge tahke amorfne polümeer paratsüaan ((CN)x, x=2000...3000), mis umbes 800 °C juures muutub gaasiks ning umbes 1000 °C juures laguneb vabadeks radikaalideks.

Tsüaan käitub paljuski nagu halogeenid. Näiteks reageerib ta leelise (näiteks kaaliumhüdroksiidi) vesilahusega nagu kloor:

(CN)2 + 2KOH = KCN + KCNO + H2O

Ettevaatusabinõud
Tsüaan on sissehingamisel mürgine, sissesöömisel kahjulik, kahjustab nahka ja on kergestisüttiv. Kokkupuutel veega reageerib ta ägedalt.

Tuleb vältida sissehingamist ning naha ja silmade kokkupuudet. Kui silmad puutuvad kokku tsüaaniga, tuleb neid pesta rohke veega ja pöörduda arsti poole. Tsüaaniga kokku puutunud riietusesemed tuleb kohe ära võtta. Tuleb vältida elektrostaatiliste laengute kogunemist. Tsüaani käitlemisel tuleb kanda kaitseriietust.

Mürgisus
Tsüaan on väga mürgine. Põhjus on see, et tsütokroomi C oksidaasi kompleks seob tsüanorühma tõttu tsüaani tugevamini kui hapnikku, mistõttu tsüaan katkestab elektronide transpordiahela mitokondrites.

Tsüaan ärritab silmi ja hingamiselundeid. Tsüaani sissehingamine võib olenevalt doosist tekitada peavalu, pearinglust, pulsi kiirenemist, iiveldust, oksendamist, teadvuse kaotust, krampe ja surma.

Tsüaan on vähem mürgine kui vesiniktsüaniidhape ja tsüaniidid.

Saamine
Tsüaani saab laboratooriumis valmistada elavhõbe(II)tsüaniidi kuumutades:

Hg(CN)2 → Hg + (CN)2

Tsüaan tekib ka elavhõbe(II)tsüaniidi ja elavhõbe(II)kloriidi reageerimisel:

Hg(CN)2 + HgCl2 → Hg2Cl2 + (CN)2

Tööstuslikult valmistatakse vesiniktsüaniidhappe oksüdeerimise teel, kasutades tavaliselt kloori (ning katalüsaatorina aktiveeritud ränidioksiidi) või lämmastikdioksiidi ja katalüsaatorina mõnd vasesoola.

Tsüaan moodustub ka siis, kui lämmastik ja etüün (atsetüleen) reageerivad elektrisädeme või -lahenduse toimel.

Tsüaani saab valmistada ka vasksulfaadi ja kaaliumtsüaniidi kontsentreeritud lahuste reaktsiooni abil. Tekib vasktsüaniid, mis laguneb:

 Cu2+ + 2CN- → Cu(CN)2

 2Cu(CN)2 → 2CuCN + (CN)2

Tsüaani saadakse ka tulise koksi kokkupuutel lämmastikuga, oblikhappe diamiidi ((CONH2)2) dehüdratisatsioonil ja muudel viisidel.

Levik
Tsüaan tekib lämmastikku sisaldavate orgaaniliste ühendite pürolüüsil ning seetõttu leidub teda teatud määral koksigaasis ja kõrgahjugaasis.

Spektroskoopia abil on tsüaani avastatud komeetide sabast.

Kasutamine
Tsüaan on vaheprodukt paljude väetiste tootmisel.

Samuti kasutatakse teda stabilisaatorina nitrotsellulooside tootmisel.

Tsüaani kasutatakse orgaanilises sünteesis.

Ajalugu

Tsüaani sünteesis esimesena 1815. aastal Joseph Louis Gay-Lussac, kes määras kindlaks ühendi struktuurvalemi ja nimetas selle cyanogène kreeka sõnadest κυανός (kyanos 'sinine') and γεννάω (gennao 'loon') Rootsi keemiku Carl Scheele avastuse auks, kes eraldas tsüaniidi 1782. aastal raud(III)heksatsüanoferraadist, mis pigmendina oli tuntud Preisi sinise nime all.Teistel andmetel sünteesis tsüaani Scheele, kui uuris vesiniktsüaniidhapet, ja ühend oli sünteesitud aastaks 1802, kui seda kasutati tsüaankloriidi valmistamisel.

Ühend omandas tähtsuse 19. sajandi lõpus koos väetisetööstuse arenguga.

Halley komeedi saba sisaldab tsüaani. 19. mail 1910 läbis Maa komeedi saba. Selle sündmuse eel levitas ajakirjandus jutte eelseisvast massilisest tsüaanimürgistusest, hoolimata astronoomide kinnitusest, et tsüaani kontsentratsioon on nii väike, et mingist mürgistusest ei saa juttu olla.

Vaata ka
Kaaliumtsüaniid
Tsüaniidid
Vesiniktsüaniidhape

Viited

Välislingid

Mürgid
Orgaanilised ühendid
Lämmastikuühendid