Cyanure d'hydrogène

Cyanure d'hydrogène
Général
Nom IUPAC
Synonymes	Acide cyanhydrique Acide prussique
N CAS	74-90-8
N EINECS	200-821-6
SMILES
InChI
Apparence	liquide ou gaz incolore, d'odeur caractéristique.
Propriétés chimiques
Formule brute	CHN  HCN
Masse molaire	27,0253 ± 0,0011 g·mol
pKa	9,2 - 9,3
Moment dipolaire	2,985188 D
Propriétés physiques
T° fusion	-13 °C
T° ébullition	26 °C
Solubilité	dans l'eau : miscible, miscible à l'éthanol soluble dans l'éther
Masse volumique	0,69 g·cm (liquide)
T° d’auto-inflammation	538 °C
Point d’éclair	-18 °C (coupelle fermée)
Limites d’explosivité dans l’air	5,6–40,0 %vol
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 82,6 kPa
Viscosité dynamique	0,192 mPa·s (20 °C)
Point critique	53,9 bar, 183,55 °C
Thermochimie
S	109 kJ/mol
ΔH	113,01 J/mol·K
Cp	71.09 J mol K (20 °C, liquide) 35,85 J·mol·K (25 °C, gaz)
Propriétés électroniques
1 énergie d'ionisation	13,60 ± 0,01 eV (gaz)
Précautions
Directive 67/548/EEC
cyanure d'hydrogène T+ F+ N Phrases R : 12, 26, 50/53, Phrases S : (1/2), 7/9, 16, 36/37, 38, 45, 60, 61,
cyanure d'hydrogène ...% T+ N Phrases R : 26/27/28, 50/53, Phrases S : (1/2), 7/9, 16, 36/37, 38, 45, 60, 61,
Transport

NFPA 704
4 4 1
SIMDUT
B2, D1A, F,
SGH
Danger H224, H330, H410, Danger H300, H310, H330, H410,
Inhalation	Très toxique
Peau	Très toxique
Yeux	Provoque des conjonctivites
Ingestion	Très toxique
Écotoxicologie
LogP	-0,25
Seuil de l’odorat	bas : 2 ppm haut : 10 ppm
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le cyanure d'hydrogène est un composé chimique de formule chimique H-C≡N. Une solution aqueuse de cyanure d'hydrogène est appelée acide cyanhydrique (ou acide prussique).

Il s'agit d'un produit extrêmement toxique et mortel par anoxie, qui peut exister sous diverses formes. Il a en principe une odeur d’ « amandes amères », mais certaines personnes ne le détectent pas.

Extrêmement toxique, l'acide cyanhydrique est produit naturellement par certains végétaux, et peut être trouvé notamment dans les amandes amères, les noyaux de pêche (et plus généralement les noyaux des fruits du genre Prunus), de nèfles, les feuilles de cerisier (Prunus avium) et de laurier-cerise (Prunus laurocerasus), le sorgho (jeune plante et graines non mûres) le sureau hièble. Il intervient aussi dans l’arôme des cerises (comme le benzaldéhyde).

Il est présent dans les cyanohydrines comme les mandelonitriles, et peut en être extrait par voie chimique. Certains millepattes dégagent du cyanure d'hydrogène comme mécanisme de défense. Il est contenu dans les gaz d'échappement des véhicules à combustion interne, dans la fumée de tabac et dans la fumée de combustion de certaines matières plastiques contenant de l'azote.

Le cyanure d'hydrogène est produit en grande quantité par deux procédés :

• Dans le procédé Degussa, qui fut utilisé pour fabriquer le Zyklon B à destination des camps d'extermination nazis, l'ammoniac et le méthane réagissent à 1 200 °C sur un catalyseur de platine.

CH₄ + NH₃ → HCN + 3 H₂

Cette réaction est semblable à celle du méthane et de l'eau pour former CO et H₂ (procédé dit du gaz à l'eau).

• Dans le Procédé Andrussow, on ajoute de l'oxygène :

CH₄ + NH₃ + 1,5 O₂ → HCN + 3 H₂O

Cette réaction se produit sur un catalyseur constitué de fils en alliage Platine / Rhodium (généralement 90/10%) à une température d'environ 1100°C

• Le Procédé Shawinigan est assez semblable aux précédents mais utilise des coupes d'hydrocarbures avec comme principal composant le propane:

C₃H₈ + 3 NH₃ → 3 HCN + 7 H₂

La réaction a lieu dans un lit fluidisé avec des particules de coke à une température supérieure à 1 300 °C. Aucun catalyseur n'est nécessaire.

• Au laboratoire, de petites quantités d'HCN sont produites par action d'acide sur un cyanure alcalin.

H + NaCN → HCN + Na

Cette réaction est la source d'empoisonnements accidentels.

Propriétés physiques

Le cyanure d'hydrogène se présente, à l'état pur, sous la forme d'un liquide incolore très volatile, ou d'un gaz incolore exhalant une odeur caractéristique d'amandes amères. Il bout à 26 °C.

Il est miscible en toutes proportions avec l'eau et l'éthanol, soluble dans l'oxyde de diéthyle (éther).

Le cyanure d'hydrogène gazeux dans l'air est explosif à partir d'une concentration de 56 000 ppm (5,6 %).

Propriétés chimiques

Le cyanure d'hydrogène pur est stable.

Moins pur, comme il est commercialisé, et s'il n'est pas stabilisé, il polymérise en donnant un dépôt brun. Ce processus, exothermique et autocatalytique, s'accélère en présence d'eau et de produits à réaction alcaline, et peut ainsi conduire à une réaction explosive. Le stabilisant le plus fréquent est l'acide phosphorique, employé dans des proportions de 50 à 100 ppm.

Le cyanure d'hydrogène est faiblement acide et produit des ions cyanure CN- en solution aqueuse. Les sels de l'acide cyanhydrique sont appelés cyanures.

HCN + R-CO-R' (cétone ou aldéhyde) → R-C(OH)(CN)-R' (cyanhydrine)

Le cyanure d'hydrogène brûle dans l'air en donnant de l'eau, du dioxyde de carbone et de l'azote.

L'acide cyanhydrique se serait formé grâce à la dissociation de l'azote moléculaire présent dans l'atmosphère. Les rayons ultraviolets auraient pu réaliser cette réaction, à condition d'être suffisamment énergétiques (longueur d'onde inférieure à 100 nm), ce qui exclut toute réaction dans les couches les plus basses de l'atmosphère où les ultraviolets les plus énergétiques sont absorbés. La voie préférentielle pour synthétiser l'acide cyanhydrique à partir de l'azote semble être les éclairs, qui libèrent une énergie considérable sur leurs parcours, propre à casser de nombreuses molécules. Une fois la molécule de diazote brisée, un atome d'azote peut réagir avec une molécule de méthane (CH₄) pour donner de l'acide cyanhydrique et de l'hydrogène.

Le cyanure d'hydrogène est utilisé pour la fabrication :

• de fumigateurs, de pesticides ;
• de nitriles et de résines monomères (l'acrylonitrile, notamment, est utilisé pour la fabrication des fibres acryliques, de matières plastiques

Le cyanure d'hydrogène a aussi été utilisé dans la fabrication du Zyklon-B durant la seconde guerre mondiale dans le but de tuer les prisonniers des camps de concentration.

Voir la section Étiquetage selon les directives CE, à la fin de cet article.

Risques d'incendie

Le cyanure d'hydrogène, dont le point d'éclair est de -17,8 °C (coupelle fermée) est extrêmement inflammable. Il peut former des mélanges explosifs avec l'air et ses limites d'explosivité sont de 5,6 et 41% en volume.

Etablissements recevant du Public (ERP)

En France, l'arrêté du 4 Novembre 1975 modifié impose que la masse des matériaux inflammables utilisés dans les aménagements intérieurs n'entraîne pas une quantité d'azote pouvant être libérée sous forme d'acide cyanhydrique, supérieure à 5 grammes par m du volume du local considéré.

Toxicité pour l'homme

L'intoxication aigüe peut survenir par ingestion, par inhalation, ou par contact avec la peau. Une concentration de 300 ppm dans l'air tue un homme en quelques minutes. Sa toxicité est due à l'ion cyanure. Le cyanure d'hydrogène (sous le nom de Zyklon B) a notamment été employé par le régime Nazi dans les camps d'extermination comme outil d'extermination de masse.

Le seuil de perception olfactive est inférieur à 1 ppm chez les sujets attentifs, sains et non habitués ; cependant, de nombreuses personnes, pour des raisons génétiques, ne perçoivent pas ou peu l'odeur du cyanure d'hydrogène.

Des taux de concentration atmosphériques supérieurs à 50 ppm respirés pendant plus d'½-heure représentent un risque important, alors que des taux de 200 à 400 ppm ou plus sont considérés comme pouvant entrainer la mort après une exposition de quelques minutes. À titre indicatif, la DL50 pour le rat est de 484 ppm pour une exposition de 5 minutes.