Цианат натрия

Цианат натрия
Общие
Хим. формула	NaOCN
Физические свойства
Состояние	кристаллический
Молярная масса	65,01 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
Безопасность
ЛД50	(крысы, перорально) 1500 мг/кг
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

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/см³. 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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4NaNCO \rightarrow 2NaCN + Na_2CO_3 + CO + N_2} }[/math].

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:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2NaNCO + 3H_2O \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + 2NH_3} }[/math].

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

[math]\displaystyle{ \mathsf{NaNCO + 2HCl + H_2O \rightarrow NaCl + NH_4Cl + CO_2} }[/math].

Восстанавливается монооксидом углерода до цианида натрия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{NaNCO + CO \rightarrow NaCN + CO_2} }[/math],

и углеродом:

[math]\displaystyle{ \mathsf{3NaNCO + 2C \rightarrow 3NaCN + CO + CO_2} }[/math].

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).

Литература

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