Acetonitrile (C2H3N): Cấu trúc, tính chất, công dụng
Acetonitril là một chất có nguồn gốc hữu cơ chỉ bao gồm carbon, hydro và nitơ. Loài hóa chất này thuộc nhóm nitriles, acetonitril là đơn giản nhất trong số các loại hữu cơ.
Nitriles là một nhóm các hợp chất hóa học có cấu trúc được cấu thành bởi một nhóm xyanua (CN-) và một chuỗi gốc (-R). Các yếu tố này được thể hiện bằng công thức chung sau: RC≡N.
Được biết, chất này chủ yếu có nguồn gốc trong quá trình sản xuất một loài khác gọi là acrylonitrile (một loại nitrile đơn giản khác, có công thức phân tử C 3 H 3 N, được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm trong ngành dệt may) như là một sản phẩm phụ của nó.
Ngoài ra, acetonitril được coi là một dung môi có tính chất phân cực trung bình, đó là lý do tại sao nó được sử dụng khá thường xuyên trong phân tích RP-HPLC (từ viết tắt trong tiếng Anh để sắc ký lỏng hiệu suất cao pha ngược).
Cấu trúc
Như đã đề cập trước đây, acetonitril thuộc nhóm chức nitriles, có công thức phân tử thường được biểu thị là C 2 H 3 N, có thể được quan sát trong công thức cấu trúc được minh họa trong hình trên.
Hình ảnh này cho thấy một lớp các thùy gắn với nguyên tử nitơ, đại diện cho cặp electron chưa ghép cặp mà nguyên tử này sở hữu, và nó mang lại cho nó một phần lớn các tính chất phản ứng và tính ổn định đặc trưng của nó.
Theo cách này, loài này biểu hiện một hành vi rất đặc biệt do sự sắp xếp cấu trúc của nó, chuyển thành điểm yếu để nhận liên kết hydro và ít khả năng tặng điện tử.
Ngoài ra, chất này có nguồn gốc lần đầu tiên vào nửa cuối thập kỷ 1840, được sản xuất bởi nhà khoa học tên Jean-Baptiste Dumas, người có quốc tịch là người Pháp.
Cấu trúc cấu trúc của chất này cho phép nó sở hữu các đặc tính của dung môi hữu cơ tự nhiên.
Đổi lại, tính chất này cho phép trộn lẫn axetonitril với nước, ngoài ra còn có một loạt các dung môi khác có nguồn gốc hữu cơ, ngoại trừ hydrocarbon hoặc các loại hydrocarbon thuộc loại bão hòa.
Thuộc tính
Hợp chất này có một loạt các thuộc tính phân biệt nó với các thuộc tính khác cùng loại, được liệt kê dưới đây:
- Nó ở trạng thái kết tụ lỏng trong điều kiện áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn (1 atm và 25 ° C).
- Cấu hình phân tử của nó mang lại cho nó khối lượng mol hoặc khối lượng phân tử xấp xỉ 41 g / mol.
- Nó được coi là nitrile có cấu trúc đơn giản nhất, trong số các loại hữu cơ.
- Tính chất quang học của nó cho phép nó không màu trong pha lỏng này và các đặc tính rõ ràng, ngoài việc có mùi thơm.
- Nó có điểm chớp cháy khoảng 2 ° C, tương đương 35, 6 ° F hoặc 275, 1 K
- Nó có điểm sôi trong khoảng 81, 3 đến 82, 1 ° C, mật độ xấp xỉ 0, 786 g / cm3 và điểm nóng chảy nằm trong khoảng từ -46 đến -44 ° C.
- Nó ít đậm đặc hơn nước nhưng có thể trộn với nó và với nhiều loại dung môi hữu cơ.
- Biểu thị hằng số điện môi 38, 8 ngoài momen lưỡng cực xấp xỉ 3, 92 D.
- Nó có thể hòa tan rất nhiều chất có nguồn gốc ion và bản chất không phân cực.
- Nó được sử dụng rộng rãi như một pha di động trong phân tích HPLC, có đặc tính dễ cháy cao.
Công dụng
Trong số lượng lớn các ứng dụng mà acetonitrile có, có thể tính như sau:
- Theo cách tương tự các loài nitrile khác, điều này có thể trải qua quá trình chuyển hóa ở microsome (các yếu tố hình thành một phần của gan), đặc biệt là trong cơ quan này, để tạo ra axit hydrocyanic.
- Nó được sử dụng rộng rãi như một pha động trong loại phân tích được gọi là sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo ngược (RP-HPLC); đó là, như một chất rửa giải có độ ổn định cao, sức mạnh rửa giải lớn và độ nhớt giảm.
- Trong trường hợp ứng dụng cường độ công nghiệp, hợp chất hóa học này được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu thô làm dung môi trong một số quy trình nhất định, chẳng hạn như tinh chế kiềm gọi là butadien.
- Nó cũng được sử dụng như một phối tử (loài hóa học kết hợp với nguyên tử của nguyên tố kim loại, được coi là trung tâm trong phân tử đã cho, để tạo thành hợp chất hoặc phức hợp) trong một số lượng lớn các hợp chất nitrile với kim loại từ nhóm quá độ
- Tương tự, nó được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ cho một số lượng lớn các chất hóa học có lợi như axit axetic α-naphthalene, thiamine hoặc acetamidine hydrochloride.
Rủi ro
Rủi ro liên quan đến phơi nhiễm với acetonitril rất đa dạng. Một trong số đó là giảm độc tính khi tiếp xúc trong một thời gian ngắn và với số lượng thấp, được chuyển hóa để sản xuất axit hydrocyanic.
Ngoài ra, hiếm khi xảy ra trường hợp người bị nhiễm độc loại hóa chất này, bị nhiễm độc xyanua có trong phân tử sau khi tiếp xúc với acetonitril ở các mức độ khác nhau (khi hít, uống hoặc hấp thụ qua da ).
Vì lý do này, hậu quả của độc tính của nó bị trì hoãn vì cơ thể không dễ dàng chuyển hóa chất này trong xyanua, vì phải mất hai đến mười hai giờ để điều này xảy ra.
Tuy nhiên, acetonitril dễ dàng được hấp thụ ở khu vực phổi và đường tiêu hóa. Sau đó, sự phân phối của nó xảy ra trên khắp cơ thể, xảy ra ở người và thậm chí cả động vật và đến thận và lá lách.
Mặt khác, ngoài những rủi ro dễ cháy mà nó gây ra, acetonitril là tiền chất của các chất độc hại như axit hydrocyanic hoặc formaldehyd. Ngay cả việc sử dụng nó trong các sản phẩm thuộc khu vực mỹ phẩm trong khu vực được gọi là Khu vực kinh tế châu Âu vào năm 2000 cũng bị cấm.
