氰酸-酸性查看源代码讨论查看历史
氰酸-酸性 是一种有挥发性和腐蚀性的液体,高毒,有强烈的苦杏仁气味,在水溶液中呈现强酸性,性质不稳定,易聚合,水解时生成氨气和二氧化碳。[1]
氰酸的历史地位
氰酸银和雷酸银是人类发现的第一个同分异构体
同分异构
H-O-C≡N【正氰酸】、 H-N=C=O【异氰酸】、H-O-N=C:【雷酸】之间有区别。他们互为同分异构体。
氰酸有两种指代,有对正氰酸和异氰酸的混合物的指代或者对这两种酸类别上得总称,也有单独对正氰酸的默认指代。氰酸的游离酸是正氰酸与异氰酸二者的混合物,未曾分离开,但其酯类则有两种形式。
物理性质
正、异氰酸均是有挥发性和腐蚀性的液体,有强烈的苦杏仁味气体,密度1.14g/cm^3,沸点23.6℃,在水溶液中显示强酸性,性质不稳定,易聚合,水解时生成氨气和二氧化碳。在蒸汽状态或乙醚溶液中游离酸只以异氰酸形式存在。但仅正氰酸与醇类作用时生成氨基甲酸酯。
来源
氰酸可由氰尿酸经加热分解而制得。
维勒测定了氰酸的化学成分,指出它是由碳、氮、氢、氧4种元素组成的。22岁的维勒发表了平生第二篇论文,公布了他所定的氰酸的化学成分。紧接着,维勒又制得了氰酸银和氰酸钾,测定了它们的化学成分。
化学性质
正氰酸三聚生成氰尿酸(三聚氰酸,即2,4,6-三羟基-1,3,5-三嗪)。
三聚氰酸可能会导致肾结石。
尿素以氨气为载体,硅胶为催化剂,在380-400℃温度下沸腾反应,先分解生成氰酸,并进一步缩合生成三聚氰胺。
6(NH2)2CO → C3H6N6+ 6 NH3+ 3 CO2
(如果人遭到氰酸中毒,口中会散发出苦杏仁的味道)
正氰酸在浓溶液中聚合成三聚氰酸,又称氰尿酸。(正)氰酸可由三聚氰酸热分解或氰酸钠与盐酸反应来制备。
对应酯类:
正氰酸酯R-O-C≡N 易聚合,并易水解,很难得到纯态物。
异氰酸酯 R-N=C=O或O=C=N-R-N=C=O,一般是带有不愉快气味的液体。
酸性
氰酸在水溶液中以正氰酸与异氰酸混合物存在,显示极强酸性。有挥发性和腐蚀性。性质不稳定,易聚合。
有关氰酸的酸性可以参考鲍林酸碱经验规律。在正氰酸中,含有的羟基数目为1,即含有一个羟基氢和一个羟基氧,因此正氰酸属于弱酸。亦可正氰酸视为类卤素来判定。但由于异氰酸在水溶液中会与正氰酸互变。异氰酸中含有一个非羟基氧而大大提高其酸性,从而有效提高了氰酸水溶液的酸性。
雷酸(HONC)属于二元酸,而非一元酸。其原因是雷酸通常以H-O-N=C=C=N-O-H的形式存在,该结构不稳定,易爆炸。由于雷酸(二元)结构中羟基数目为2,不含有非羟基氧,故此雷酸属于弱酸,酸性比醋酸强,比磷酸弱,稍微比亚硝酸强一点。
三聚氰酸为白色结晶。约在330℃解聚为氰酸和异氰酸。从水中析出者含有2分子结晶水,相对密度1.768(0℃),在空气中失去水分而风化;从浓盐酸或硫酸中析出者为无水结晶。1g能溶于约200ml水,无气味,味微苦。该品还以酮式(或异氰尿酸)形式存在。图中所示的两个结构间来回变换(互变异构)。三羟基的互变异构体通常具有芳香性而会主导。由于芳香结构为三聚氰酸的主要存在形式,与氰酸相比其酸性会大大降低(分子中不含有羟基氧)。