14.4: Allotropes of Carbon

Föreningar med C-N-bindningar: Cyanider och relaterade föreningar

Cyanogen (NºC-CºN) är en giftig och brandfarlig gas (bp -21 oC. Även om dess fomationsvärme är starkt endotermisk 297 kJ mol-1 är den ganska stabil. Oren cyanogen polymeriseras till ”paracyanogen”:

Cyanogen framställs genom kvävedioxidkatalyserad oxidation av vätecyanid med syre:

2HCN + NO2 (CN)2 + NO + H2O

NO + ½O2 NO2

Det bildas också genom oxidation av CN- med Cu2+:

Cu2+ + 2CN- CuCN + ½(CN)2

Se likheten mellan ovanstående reaktion och nedanstående:

Cu2+ + 2I- CuI + ½(I)2

Uttrycket ”pseudohalogenhalogen/halogenid” används ofta för molekyler och härledda joner som (CN)2 och CN-. Lägg också märke till förekomsten av HCN som har sin parallell i de halogenhaltiga syrorna och reaktionen av cyanogen med bas:

(CN)2 + 2OH- CN- + OCN- + H2O

Växla:

(Cl)2 + 2OH- Cl- + OCl- + H2O

Reaktionen mellan cyanogen och syre ger upphov till en av de hetaste kända lågorna vid ca 5000 oC.

Vätecyanid kokar vid 25,6 oC. Den är mycket giftig och har en lukt av mandel som inte alla kan känna. Det är ett mycket bra lösningsmedel på grund av sin höga dielektriska konstant, e = 107. Det tillverkas i industriell skala (~300 000 ton 1980) på följande sätt:

CH4 + 3O2 + 2NH3 2HCN + 6H2O (Pt/Rh- eller Pt/Ir-katalysator och 800 oC)

eller

CH4 + NH3 HCN + 3H2 (Pt-katalysator och 1200 oC)

Cyanider framställs industriellt via kalciumcyanamidsaltet genom processerna:

CaC2 + N2 CaNCN + C (1100 oC

CaNCN + C + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCN

eller

NaNH2 + C NaCN (500-600 oC)

(NCN2- vilket ger cyanamid, H2NCN, genom hydrolys av saltet, är isoelektronisk med CO2.)

Cyanid är viktigt, bland annat som en mycket bra p-acceptorligand som CO.