氰酸
有揮發性和腐蝕性的液體
氰酸--化學式為HOCN。為有揮發性和腐蝕性的液體;有強烈的乙酸氣味;熔點-81℃,沸點23.5℃;溶於乙醚和苯。其水溶液是較強的弱酸。氰酸與異氰酸、雷酸互為同分異構體。
--≡【氰酸】、 -==【異氰酸】、--=:【雷酸】區。互異構。
氰酸指,氰酸異氰酸混合指酸類稱,單獨氰酸默指。氰酸遊離酸是正氰酸與異氰酸二者的混合物,未曾分離開,但其酯類則有兩種形式。
、異氰酸均揮腐蝕液,強烈乙酸味,密./^,沸.℃,溶液顯示極強酸,質穩,易聚合,氨二氧化碳。蒸汽狀態乙醚溶液遊離酸異氰酸形式存。僅氰酸醇類氨基甲酸酯。
氰酸可由氰尿酸經加熱分解而製得。
維勒測定了氰酸的化學成分,指出它是由碳、氮、氫、氧4種元素組成的。22歲的維勒發表了平生第二篇論文,公布了他所定的氰酸的化學成分。緊接著,維勒又製得了氰酸銀和氰酸鉀,測定了它們的化學成分。
正氰酸三聚生成氰尿酸(三聚氰酸,即2,4,6-三羥基-1,3,5-三嗪)。
三聚氰酸可能會導致腎結石。
6(NH2)2CO → C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2
(如果人遭到氰酸中毒,口中會有杏仁的味道)
正氰酸在濃溶液中聚合成三聚氰酸,又稱氰尿酸。(正)氰酸可由三聚氰酸熱分解或氰酸鈉與鹽酸反應來製備。
對應酯類:
正氰酸酯R-O-C≡N 易聚合,並易水解,很難得到純態物。
異氰酸酯 R-N=C=O或O=C=N-R-N=C=O,一般是帶有不愉快氣味的液體。
氰酸在水溶液中以正氰酸與異氰酸混合物存在,顯示極強酸性。有揮發性和腐蝕性。性質不穩定,易聚合。
有關氰酸的酸性可以參考鮑林酸鹼經驗規律。在正氰酸中,含有的羥基數目為1,即含有一個羥基氫和一個羥基氧,因此正氰酸屬於弱酸。亦可正氰酸視為類鹵素來判定。但由於異氰酸在水溶液中會與正氰酸互變。異氰酸中含有一個非羥基氧而大大提高其酸性,從而有效提高了氰酸水溶液的酸性。
雷酸(HONC)屬於二元酸,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,該結構不穩定,易爆炸。由於雷酸(二元)結構中羥基數目為2,不含有非羥基氧,故此雷酸屬於弱酸,酸性比醋酸強,比磷酸弱,稍微比亞硝酸強一點。
三聚氰酸為白色結晶。約在330℃解聚為氰酸和異氰酸。從水中析出者含有2分子結晶水,相對密度1.768(0℃),在空氣中失去水分而風化;從濃鹽酸或硫酸中析出者為無水結晶。1g能溶於約200ml水,無氣味,味微苦。該品還以酮式(或異氰尿酸)形式存在。圖中所示的兩個結構間來回變換(互變異構)。三羥基的互變異構體通常具有芳香性而會主導。由於芳香結構為三聚氰酸的主要存在形式,與氰酸相比其酸性會大大降低(分子中不含有羥基氧)。
氰酸銀和雷酸銀是人類發現的第一個同分異構體。
——關於雷酸(HONC)和氰酸(HOCN)
維勒測定了氰酸的化學成分,指出它是由碳、氮、氫、氧4種元素組成的。22歲的維勒發表了平生第二篇論文,公布了他所定的氰酸的化學成分。緊接著,維勒又製得了氰酸銀和氰酸鉀,測定了它們的化學成分。
就在維勒發表第三篇論文時,格麥林教授提醒他:“請你注意一下德國化學家李比希剛發表的論文!”那時候的李比希,才20歲。維勒趕緊查閱了李比希的論文。奇怪,李比希測定了一種“雷酸”的化學成分,竟跟氰酸差不多!氰酸跟雷酸,化學性質截然不同,氰酸很安定,雷酸很易爆炸。不同的化合物,怎麼會具有相同的成分?
不久,維勒來到斯德哥爾摩,來到柏濟力阿斯身邊。維勒迫不及待地提出了自己的疑問。這時,李比希也看到了維勒關於氰酸的論文。他同樣感到疑惑不解。
於是,李比希拿來氰酸銀進行分析,發現其中含有氧化銀71%,並不象維勒所說的是77.23%。李比希發表論文,認為維勒搞錯了。維勒又重做實驗,發現李比希搞錯了,因為李比希所用的氰酸銀不純凈。維勒進一步測定,認為氰酸銀所含氧化銀應為77.5%。就這樣,維勒和李比希展開了熱烈的爭論。
1826年,李比希發表論文,說他提純了氰酸銀之後,所得結論與維勒一樣,同時也與他所測得的雷酸銀的化學成分一樣。對此,他們無法解釋:兩種顯然不同的化合物,怎麼會有相同的成分呢?他們談起了氰酸、雷酸,雷酸銀、氰酸銀。經過詳盡的討論,認為雙方都沒有錯。
1830年,柏濟力阿斯提出了一個嶄新的化學概念,叫做“同分異性”。意思是說,同樣的化學成分,可以組成性質不同的化合物。他認為,氰酸與雷酸,便屬於“同分異性”,它們的化學成分一樣,卻是性質不同的化合物。在此之前,化學界一向認為,一種化合物具有一種成分,絕沒有兩種不同化合物具有同一化學成分。