氫酸（英文：Hydrocyanic acid）是氰化氫氣體的水溶液。為無色透明的低沸點溶液，是一種弱酸，有苦杏仁味。在常溫下可揮發(fā)出無色的氰化氫氣體易揮發(fā)為氣態(tài)，是一種劇毒物質(zhì)，在短時間內(nèi)對誤接觸的人體組織造成嚴重損傷甚至導致死亡。
氫氰酸是世界上較早使用的熏蒸劑之一，可用于安全水分的原糧、種子糧，還可用于空倉、加工廠、車、船運輸工具的熏蒸殺蟲。不能用于成品糧，也不能熏蒸高水分糧。用于合成氨基羧酸類合劑，在印染、紡織等工業(yè)水處理等領(lǐng)域應用廣泛。還可以用于合成己二腈、丙酮氰醇、蛋氨酸、氰尿酰氯、氮川三乙酸等化工原料，應用廣泛。
發(fā)現(xiàn)歷史
氰化氫最早是從一種藍色顏料（普魯士藍）中分離出來的，這種顏料中含有水合鐵氰化物。1752年，法國化學家麥加（Pierre Macquer）發(fā)現(xiàn)普魯士藍可以轉(zhuǎn)化為氧化鐵和一種揮發(fā)性氣體，并且這個過程是可逆的，這種氣體成分就是氰化氫。
1782年，在麥加的啟發(fā)下，瑞典化學家卡爾·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）首次從普魯士藍中制備了氫氰酸，并最終被命名為Blaus?ure（即 "藍酸"），因為它在水中具有酸性，而且是從普魯士藍衍生出來的。在英語中，它被通俗地稱為普魯士酸（Prussic acid）。1787年，法國化學家克勞德·貝托萊（Claude Louis Berthollet）測出了氫氰酸的化學組成，證明了普魯士酸不含氧，這是對酸的理論的重要貢獻。1811年，法國化學家約瑟夫·路易·蓋-呂薩克（Joseph Louis Gay-Lussac）成功制備出純氫氰酸。1815年，他推導出了普魯士酸的化學式。
第一次世界大戰(zhàn)，法軍首次在索姆（Somme）對德軍使用了氫氰酸。但因炮彈爆炸時發(fā)生燃燒，蒸氣比重較空氣小，揮發(fā)度高，有效戰(zhàn)斗濃度維持時間短等原因，未能造成殺傷效應。軍隊對氫氰酸較為重視，由于彈藥放技術(shù)的改進可造成2~3mg/L的氫氟酸濃度，在此濃度下暴露15~30min，人員迅速中毒死亡。故有人稱其為“速殺性毒劑之王”。聯(lián)合國《禁止化學武器公約》附件3中，氯化氰和氫氰酸分別被列在第二、三位，是明文規(guī)定不得用于戰(zhàn)爭的化學毒物。
應用領(lǐng)域
熏蒸劑
氫氰酸是世界上較早使用的熏蒸劑之一，也是熏蒸劑中對倉庫害蟲毒性最強的一種。氫氰酸侵入蟲體后，抑制體內(nèi)多種酶的活性，阻礙氧的代謝作用，導致細胞窒息而中毒死亡。氫氰酸熏蒸劑可用于安全水分的原糧、種子糧，還可用于空倉、加工廠、車、船運輸工具的熏蒸殺蟲。不能用于成品糧，也不能熏蒸高水分糧。
螯合劑
由胺、甲醛和氫氰酸為原料，生成氰甲基中間體，再經(jīng)水解則制得氨基羧酸類螯合劑，主要有乙二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸。這類螯合劑，應用范圍廣泛，主要是印染、紡織等工業(yè)水處理，彩色膠片沖洗液，肥皂和洗滌劑配方，痕量物質(zhì)的分離與富集，以及金屬清洗等。
化工原料
己二腈
己二是聚己二酰己二胺等的重要中間體，也是生產(chǎn)聚氨酯橡膠的加硫促進劑和防腐劑的中間原料，70年代杜邦開發(fā)了丁二烯直接氰化物法生產(chǎn)己二腈的新方法，由于工藝先進、技術(shù)經(jīng)濟指標合理等優(yōu)勢，所以使氫氰酸在合成己二腈方面的用量迅速增長。
丙酮氰醇
氫氰酸與丙酮反應生成丙氰醇，后者可進一步生成甲基丙烯酸系列產(chǎn)品，除用于生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯外，還可作為共聚單體，用于制造其他樹脂，也可用來制造涂料、膠粘劑、潤滑劑、皮革和紡織品的整理劑、乳化劑、上光劑和防銹劑等。
蛋氨酸
蛋氨酸是由甲硫醇、丙烯醛、氫氰酸為原料生產(chǎn)的，它是最重要的氨基酸飼料添加劑。1991年美國約5%、西歐約7%的氫氰酸量用于生產(chǎn)蛋氨酸和蛋氨酸羥基類似物。
氰尿酰氯
由氫氰酸和氯制得氯氰，氯氰聚合得氰尿氯。它的工要用途是制三嗪除草劑，也用來制活性染料和熒光劑，以及用于合成樹脂、醫(yī)藥，表面活性劑和橡膠加硫促進劑等。
氮川三乙酸
由氮、甲醛和氫氰酸為原料生產(chǎn)氮川三乙酸或其鈉鹽。該產(chǎn)品的主要用途是代替含磷化合物用作合成洗滌劑或洗衣粉的組分。
毒性
毒理學資料
氫氰酸主要經(jīng)呼吸道吸入中毒，不易通過皮膚吸收中毒。因其水解慢，誤服染毒水或食物可引起中毒。當濃度為200~500mg/m3時，人員暴露5~10分鐘即可引起死亡。對人吸入的LCt50為5000mg/m3·min。若濃度更高，則會出現(xiàn)閃電式中毒。
中毒機理
氫氰酸屬于劇毒物質(zhì)，可以經(jīng)呼吸道、消化道、皮膚吸收，能夠抑制呼吸酶，主要為氰化物與氧化型細胞色素氧化酶中的三價鐵結(jié)合，阻斷了氧化過程中三價鐵電子傳遞，使組織細胞不能利用氧形成內(nèi)窒息，高濃度吸入可引起驟死。
臨床表現(xiàn)
氫氰酸急性中毒表現(xiàn)分為4期：①前驅(qū)期有黏膜刺激、呼吸加快加深、乏力、口及咽部麻木、頭痛、流誕等；②呼吸困難期有呼吸困難、血壓升高、脈搏弱而慢、皮膚黏膜呈鮮紅色等；③驚厥期出現(xiàn)全身陣發(fā)性強直性肌肉痙攣、昏迷，呼吸淺而不規(guī)則，心律不齊，血壓下降，大小便失禁以及省力反射消失等；④麻痹期全身肌肉松弛，患者深度昏迷，呼吸、心跳可隨時停止而死亡。
慢性中毒主要表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征及眼、上呼吸道刺激癥狀。皮膚接觸濃氫氰酸還會引起皮膚灼傷。
急救措施
皮膚接觸氫氰酸時，應立即脫去污染的衣服，用大量流動的清水或2%碳酸氫鈉溶液徹底沖洗。眼睛被污染時，應提起眼臉，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。對吸入中毒者，應迅速脫離現(xiàn)場移至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢，呼吸困難者要給予吸氧，呼吸及心跳停止者應進行人工呼吸，立即就醫(yī)。
來源
在自然界中，杏、桃和巴旦木等植物能產(chǎn)生氰基化合物，它們經(jīng)水解后可釋放出氫氰酸。 生物體這種產(chǎn)生氫氰酸的能力稱為生氰作用(cyanogenesis)。除了植物具有生氰作用外，細菌、真菌、倍足綱及蛾類也具有生氰能力。例如，蛾類在防御時會釋放氰化氫氣體。
除了植物，氫氰酸在哺乳動物中也有分布，例如，神經(jīng)元可以在內(nèi)源性或外源性阿片類藥物激活其阿片受體時產(chǎn)生氰化氫。此外，神經(jīng)元產(chǎn)生的氫氰酸會激活NMDA受體，并在神經(jīng)元細胞之間的信號轉(zhuǎn)導（神經(jīng)傳遞）中發(fā)揮作用。部分研究表明，氫氰酸是氨基酸和核酸的原料，也就是說氫氰酸在生命的起源中發(fā)揮了重要作用。
在宇宙空間環(huán)境中，也探測到了氫氰酸的存在。1970年底，鮑爾（Ball）等發(fā)現(xiàn)星際間存在CN-存在。1971年斯奈德（Stephen）等在宇宙空間HCN。后來，學者們對木星大氣中HCN的形成進行過研究。1980年底，“旅行者”號飛船在飛行土衛(wèi)六上空時，探測飛船發(fā)回的紅外探測資料中發(fā)現(xiàn)其云層頂端含有復雜的有機化合物，推測是屬于生命前的氫氰酸分子。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氫氰酸為無色透明的低沸點溶液，有苦杏仁味，劇毒。在常溫下可揮發(fā)出無色的氰化氫氣體。極易與乙醇等溶劑互溶，幾乎不溶于石油醚，二硫化碳等非極性溶劑。
化學性質(zhì)
制備方法
安氏法
安氏法（Andrussow）由德國I.G公司安德羅索夫（L. Andrussow）提出，又稱甲烷氨氧化法，是全球生產(chǎn)氫氰酸廣泛采用的工藝路線。在反應器中，將甲、氨和空氣混合，并在鉑能合金催化劑的作用下進行氧化反應。該工藝流程簡單，發(fā)展較為成熟，是當前生產(chǎn)氫氰酸的主要方法。安氏法的原理如下方程式所示，該反應需要在高溫高壓條件下進行。
甲醇氨氧化法
甲醇氨氧化法最早由日本旭化成公司開發(fā)，是改進安氏法原料路線的工藝方法。該方法通常采用高溫高壓下進行反應。在反應器中，以甲醇、液氨、空氣為原料，以Fe-Mo氧化物作為催化劑生產(chǎn)氫氰酸。該工藝制備出的氰化物純度較高、原料和催化劑制備成本低廉。該工藝主要涉及的反應方程式如下：
丙烯腈副產(chǎn)法
丙烯腈電解副產(chǎn)法是利用丙烯氨氧化制備丙烯腈的副反應，從副產(chǎn)物中回收、分離、提純制得氫氰酸。丙烯腈電解法生產(chǎn)的氫氰酸往往需要依附于丙烯腈生產(chǎn)裝置，這種方法是成本最低，最為經(jīng)濟的方法，但是副產(chǎn)品氫氰酸約為主產(chǎn)品丙烯腈產(chǎn)量的十分之一左右，產(chǎn)量遠遠達不到市場需求。
安全事項
儲存運輸
在常用危險化學品的分類及標志（GB13690-92）中，將該物質(zhì)劃為第6.1類毒害品；在劇毒物品分級、分類與品名編號（GA 57-93）中，將該物質(zhì)歸屬第一類A級無機化合物劇毒品。鐵路運輸氫氰酸時可按照鐵道部《危險貨物運輸規(guī)則》中的危險貨物配裝表進行配裝，嚴禁與酸類、氧化劑和食用品混運。運輸中要確保容器密封不泄漏、完整不損壞，應遠離火種、熱源，防止曝曬、高溫和雨淋。運輸車輛應配備足量的干粉滅火器和泄漏應急處理器械，應有接地鏈，槽內(nèi)可設孔隔板以減少震蕩產(chǎn)生靜電。公路運輸時除了要遵守上述規(guī)則外，還要按規(guī)定路線行駛，禁止在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。
法律法規(guī)
2022年3月8日，歐盟發(fā)布G/SPS/N/EU/546通報，發(fā)布亞麻籽、杏仁、木薯根和木薯粉中氫氰酸的最高含量法規(guī)草案，對歐盟委員會法規(guī)(EC) No 1881/2006 中關(guān)于某些食品中氫氰酸最高含量規(guī)定進行修改。
參考資料 >
氫氰酸.國際化學品安全卡.2023-09-29
Hydrogen Cyanide | HCN | CID 768 - PubChem.PubChem.2023-10-11
HYDROCYANIC ACID, AQUEOUS SOLUTION, WITH NOT MORE THAN 20% HYDROGEN CYANIDE.NOAA.2023-09-29
歐盟發(fā)布亞麻籽、杏仁、木薯根和木薯粉中氫氰酸的最高含量法規(guī)草案.中華人民共和國海關(guān)總署.2023-09-29