Цианат натрия

Цианат натрия (Натрий циановокислый) — 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 (мочевины) с карбонатом натрия. Этот метод наиболее простой и дешёвый, поэтому на нём мы и остановимся.

Где-то при 140 °C мочевина разлагается на циановую кислоту и аммиак:

Далее, циановая кислота реагирует с оставшейся частью мочевины, образуя биурет:

При сплавлении мочевины с Na₂CO₃, образуется NaNCO, CO₂, NH₃ и 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, давая CO₂ и NH₃.

Поэтому, если мы хотим 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, путём сплавления мочевины с карбонатом 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:

 4NaNCO → 2 NaCN + Na₂CO₃ + CO + N₂

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:

 2NaNCO + 3H₂O → Na₂CO₃ + CO₂ + 2NH₃

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

 NaNCO + 2 HCl + H₂O → NaCl + NH₄Cl + CO₂

Восстанавливается монооксидом углерода до цианида натрия:

 NaNCO + CO → NaCN + CO₂,

и углеродом:

 3NaNCO + 2 C → 3 NaCN + CO + CO₂

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 г, а ПДК в воздухе рабочей зоны 0.7 мг/м³.