Цианат натрия

Цианат натрия
Общие
Хим. формула	NaOCN
Физические свойства
Состояние	кристаллический
Молярная масса	65,01[1] г/моль
Плотность	1,893 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	550 °C
• разложения	600 °C
Энтальпия
• образования	-400 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	11,6 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	917-61-3
PubChem	517096
Рег. номер EINECS	213-030-6
SMILES	C(#N)[O-].[Na+]
InChI	InChI=1S/CHNO.Na/c2-1-3;/h3H;/q;+1/p-1 ZVCDLGYNFYZZOK-UHFFFAOYSA-M
ChEBI	38906
ChemSpider	12922
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Цианат натрия (натрий циановоки́слый) — неорганическое бинарное соединение, натриевая соль циановой кислоты с формулой NaNCO. Нелетуч, не имеет запаха. Представляет собой бесцветные кристаллы тригональной сингонии плотностью 1,893 г/см^3. Температура плавления цианата натрия 550 °C, выше 700 °C разлагается. Хорошо растворим в воде — 11,6 г/100г при 25 °C.

Цианат натрия часто применяется в органическом синтезе.

Получение

Цианат натрия можно синтезировать несколькими способами, один из них заключается в сплавлении карбамида с карбонатом натрия. Этот метод наиболее простой и дешёвый.

При 140 °C мочевина разлагается на циановую кислоту и аммиак:

Далее циановая кислота реагирует с оставшейся частью мочевины, образуя биурет:

При сплавлении мочевины с карбонатом натрия Na₂CO₃ образуется цианат натрия NaNCO, углекислый газ CO₂, аммиак NH₃ и вода H₂O:

Поскольку цианат натрия гидролизуется в присутствии H₂O, которая образуется в ходе реакции, то следует добавить избыточное количество мочевины, при этом циановая кислота, которая образуется в ходе разложения мочевины, реагирует с водой, образуя CO₂ и NH₃.

Поэтому, если необходимо исключить воду из продуктов реакции и тем самым повысить выход конечного цианата, то расчёт пропорции следует проводить по следующему уравнению:

На этом и основан один из методов синтеза цианата натрия.

Возможен другой механизм синтеза, но приводящий к тому же конечному уравнению: пиролиз мочевины с образованием циануровой кислоты и аммиака, инверсия циануровой кислоты в её изомер — тример циановой кислоты с последующей деполимеризацией, и затем взаимодействие циановой кислоты с карбонатом натрия.

Физические свойства

Цианат натрия умеренно растворим в воде (10,4 % по массе при 25 °C), плохо растворим в этаноле (0,5 % при 78,4 °C), бензоле и жидком аммиаке, не растворим в диэтиловом эфире.

Химические свойства

В присутствии железа или никеля при 500—600 °C частично разлагается до цианида натрия, карбоната натрия, монооксида углерода и молекулярного азота[2]:

${\displaystyle {\mathsf {4NaNCO\rightarrow 2NaCN+Na_{2}CO_{3}+CO+N_{2}}}}$.

Как и все цианаты щелочных металлов (и аммония), цианат натрия во влажном воздухе и в водных растворах постепенно гидролизуется до карбоната натрия, диоксида углерода и аммиака:

${\displaystyle {\mathsf {2NaNCO+3H_{2}O\rightarrow Na_{2}CO_{3}+CO_{2}+2NH_{3}}}}$.

При действии на цианат натрия растворов сильных кислот, он разлагается, например:

${\displaystyle {\mathsf {NaNCO+2HCl+H_{2}O\rightarrow NaCl+NH_{4}Cl+CO_{2}}}}$.

Восстанавливается монооксидом углерода до цианида натрия:

${\displaystyle {\mathsf {NaNCO+CO\rightarrow NaCN+CO_{2}}}}$,

и углеродом:

${\displaystyle {\mathsf {3NaNCO+2C\rightarrow 3NaCN+CO+CO_{2}}}}$.

С минеральными кислотами образует циановую кислоту HNCO и её тример — циануровую кислоту (HNCO)₃.

Применение

В основном цианат натрия используется в органическом синтезе. Из него синтезируют органические изоцианаты.

Токсикология

Цианаты гораздо менее токсичны цианидов, что используется для дегазации последних. Так, например, для человека смертельная доза NaNCO составляет около 13 граммов.

В России класс опасности III, ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м³ (по цианат-анионам), ирритант (1998).

Примечания

1. Sicherheitsdatenblatt Merck
2. [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5150.html Цианаты неорганические — ХиМик. Ру]

Литература

• Химический энциклопедический словарь / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — 792 с.