Cianuro

El ion cianuro , CN.
En la figura se muestran:
1. Estructura de la valencia
2. Modelo espacial
3. Superficie de potencial electrostático
4. Par de iones carbono HOMO

El cianuro es un anión monovalente de representación CN-. El mismo contiene el grupo cianuro (:C≡N:), que consiste de un átomo de carbono con un enlace triple con un átomo de nitrógeno.

Los compuestos orgánicos que poseen grupo funcional -C≡N adosado a un residuo alquilo son denominados nitrilos según la nomenclatura IUPAC. Se puede encontrar como cianuro de hidrógeno (o ácido cianhídrico) ya sea en fase acuosa (HCN(ac)) o como parte de moléculas de gas (HCN(g)), formando compuestos como el cloruro de cianógeno (CNCl) y el bromuro de cianógeno (CNBr), o encontrarse en complejos cristalinos tetraédricos como el cianuro de sodio (NaCN) y el cianuro de potasio (KCN). Es utilizado en el ámbito industrial, minero, en la galvanoplastia de electrodeposición de zinc, oro, cobre y especialmente plata y de uso en la producción de plásticos de base acrílica. Es muy tóxico, potencialmente letal.

Características

Se describe con un olor fuerte a castañas o almendras amargas, pero no siempre emana olor y no todas las personas pueden detectarlo, pues está comprobado que la capacidad de detectarlo está en un gen recesivo asociado al cromosoma X femenino.6[ cita requerida] Además el límite de detección del olor es muy cercano a la concentración donde comienza a ser tóxico.[ cita requerida]

Química del cianuro

El cianuro de hidrógeno [H-C≡N(g)] o ácido cianhídrico [H-C≡N(ac)], ácido prúsico, metanonitrilo o formonitrilo es un compuesto químico cuya fórmula es: H C N. La disolución de cianuro de hidrógeno en agua es llamada ácido cianhídrico. El cianuro de hidrógeno puro es un líquido incoloro, muy venenoso y altamente volátil, que hierve a 26 °C, es ligeramente ácido y sus sales son conocidas como cianuros; es miscible con el agua, dando el ácido cianhídrico que es un ácido débil (pKa 9.3), el cual es un líquido incoloro con un olor característico a almendras amargas, en el Cuadro 1 se presentan propiedades físicas de algunos cianuros [1] .

Cuadro 1. Propiedades físicas de algunos cianuros

Propiedad NaCN KCN HCN
Aspecto Polvo blanco Sólido cristalino Líquido incoloro
Olor Débil a almendras amargas Débil a almendras amargas Característico a almendras amargas
Peso molecular 49.02 g/mol 65.11 g/mol 27.03 g/mol
Punto de ebullición 1496°C 1625 oC -13.24 °C
Punto de fusión 563°C 634 oC 25.7 °C
Presión de vapor (kPa) 0.1013 (800 ° C), 41.8 (1360 °C) - 6.697 (-29.5 °C), 35.24 (0 °C) y 107.6 (27.2 °C)
Solubilidad 600 g/L en agua a 20 °C 71.6g/100 g de agua a 25 °C Miscible con agua, etanol y ligeramente con éter

El término cianuro en general se refiere a todos los compuestos del cianuro que pueden ser determinados como el ion CN. El enlace triple C≡N- es fácilmente hidrolizado por álcalis fuertes ácido fórmico  y amoníaco, una temperatura más alta favorece estas reacciones [3] .

Complejos metal-cianuro

Los cianuros metálicos pueden ser representados por la formula general , donde M es un metal y  x es el número de grupos ciano, el cual depende del número de valencia de . Dependiendo del tipo de metales, algunos complejos de cianuros pueden disolverse en agua formando iones metálicos e iones de cianuro de acuerdo con el siguiente modelo general:

En disolución los complejos metal-cianuro formados pueden destruirse para formar otro complejo, la sustitución depende de las constantes de formación respectivas, Cuadro 2[3] .

Cuadro 2. Constantes de formación de algunos complejos metal-CN-

Catión log β1 log β2 log β3 log β4 log β6
H+ 9.2 - - - -
Ag+ - 21.1 21.8 20.7 -
Au+ - 38.3 - - -
Cd2+ 5.5 10.6 15.3 18.9 -
Cu+ - 24.0 28.6 30.3 -
Cu2+ - - - 25.0 -
Fe2+ - - - - 37.0
Fe3+ - - - - 42.0
Hg2+ 18.0 34.7 38.5 41.5 -
Ni2+ - - - 31.3 -
Pb2+ - - - - 10.0
Tl3+ 13.21 - - - -
Zn2+ - 11.07 - - 16.7

Toxicidad

Es potencialmente letal, actuando como tóxico a través de la inhibición del complejo citocromo c oxidasa, y por ende bloqueando la cadena transportadora de electrones, sistema central del proceso de respiración celular. Por consecuencia, causa una baja en la producción de ATP intracelular, impidiendo la homeostasis de las células. Afecta también, al estar cargado negativamente, el traspaso de electrones por medio de canales, creando un ambiente positivo dentro de la célula.[ cita requerida] Esto genera una gran cantidad de cargas que generan suficiente energía como para que el AMP ( Adenosín monofosfato) cíclico se pueda convertir en ADP ( Adenosín difosfato), creando una sobreestimulación en varios procesos.[ cita requerida]

El principal efecto nocivo y letal de las diversas variedades de cianuro es el impedir que el oxígeno portado por los glóbulos rojos pueda ser utilizado como aceptor de hidrógeno en el final de la cadena respiratoria intramitocondrial. En una autopsia, el cadáver presenta gran cantidad de oxígeno en las venas y una gran cantidad de ácido láctico, producto de la fermentación realizada por las células carentes de oxígeno.

Las sustancias químicas encontradas en productos hechos a base de acetonitrilo, utilizados para quitar uñas postizas principalmente, pueden liberar cianuro si se ingieren accidentalmente y como consecuencia producir la muerte por paro cardiorrespiratorio.[ cita requerida]

El cianuro no es persistente ni asfixiante, ya que en la naturaleza se destruye por acción de la luz solar (por medio del ozono), descomponiéndose por oxidación en gases de tipo COx y NOx. Creando cloratos y nitritos muy utilizados en la purificación del agua contaminada con plomo.

La Agencia de Protección del Medio Ambiente de EE. UU. ( EPA) regula los niveles permitidos de cianuro en el agua potable por medio de sales de potasio. El nivel máximo de cianuro permitido en el agua potable es 0.2 partes de cianuro por millón de partes de agua (0.2 ppm). La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de U.E. ( EU-OSHA, por sus siglas en inglés) ha establecido un límite para el cianuro de hidrógeno y la mayoría de las sales de cianuro de 10 partes de cianuro por un millón de partes de aire (10 ppm) en el aire del trabajo.

Para la destrucción industrial del cianuro se utilizan cuatro métodos: degradación natural, oxidación química, precipitación y biodegradación. Existen tecnologías de reutilización o reciclado. El uso industrial y minero del cianuro debe ajustarse a normas estrictas, como las que aconseja el Consejo Internacional de Metales y Medio Ambiente, con sede en Ontario, Canadá ( 2012).

Una de las principales preocupaciones para la salud y el ambiente relacionados con los productos químicos sintéticos es que no se descomponen rápidamente y por lo tanto, pueden acumularse en la cadena alimenticia; sin embargo, el cianuro se transforma en otras sustancias químicas menos tóxicas mediante procesos físicos, químicos y biológicos naturales, dado que el cianuro se oxida cuando es expuesto al aire o a otros oxidantes, se descompone y no persiste. Aunque es un veneno mortal cuando es ingerido en una dosis suficientemente elevada, no causa problemas crónicos en la salud o en el ambiente cuando está presente en concentraciones bajas. En el Cuadro 3 se presenta un resumen toxicológico del CN-[1] .

Cuadro 3. Resumen toxicológico del CN-

Especie Dosis Comentario
Pato Mallard 0.53 mg CN/kg
Zopilote Cabecirrojo 36 mg NaCN/kg En promedio el tiempo de muerte es de 19 minutos
Paloma de la roca 1.6 mg CN/kg
Buitre negro 2.5 4 mg CN/kg En promedio el tiempo de muerte es de 16 minutos
Codornices japonesas 4.5 mg CN/kg
Gallina doméstica 11.1 mg CN/kg
Ganado 200 mg HCN/kg Letal
Perro 24 mg NaCN/kg Letal en dosis única
Ratón 8.5 mg CN/kg Letal en dosis única
Rata 5.1–5.7 mg NaCN/kg
Bacterias (Photobacterium phosphoreum) 2,8 mg/L
Protozoos (E. sulcatum) EC0 1,8 mg/L
Crustáceos(Daphnia Magna) EC0 3,4 mg/L
Peces (Leuciscus Idus) 0,07 mg/l
Riesgo para el medio acuático Alto Ecotoxicidad aguda y crónica en la zona de vertido
Riesgo para el medio terrestre Medio
Peligros del cianuro Muy tóxico por inhalación, por ingestión y en contacto con la piel. En contacto con ácidos libera gases muy tóxicos. Muy tóxico para los organismos acuáticos, puede provocar a largo plazo efectos negativos en el medio ambiente acuático.
Límite de exposición: VLA-EC (CN): 5 mg/m3, sorción dermal
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