Chất độc Xyanua là gì? Nguồn gốc, độc tính và mối nguy hiểm?

Xyanua là một loại chất độc nguy hiểm, có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường tự nhiên. Vậy xyanua là chất gì, có thể tồn tại ở những dạng nào, cách thức hoạt động ra sao, làm thế nào để nhận biết hợp chất nguy hiểm này?

Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi Trung tâm Thông tin Y khoa, Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh TP.HCM

Lưu ý: Xyanua là chất độc nguy hiểm, có thể gây tử vong nhanh. Nếu nhận thấy bản thân/người quen tiếp xúc với hóa chất này cần nhanh chóng đến bệnh viện để được can thiệp. Những thông tin trong bài viết dưới đây mang tính tham khảo.

xyanua là gì

Xyanua là gì?

Xyanua (Cyanide) là chất độc nguy hiểm, có thể gây hại đến tính mạng nếu tiếp xúc với liều cao [1]. Dưới đây là những thông tin về chất độc này:

1. Tính chất vật lý của Xyanua

Xyanua có thể tồn tại dưới các dạng khí, lỏng và rắn. Đây là chất độc không màu, có mùi gần giống quả hạnh nhân, nhưng không phải ai cũng phân biệt được mùi này.

Xyanua là thuật ngữ chung để chỉ các hợp chất chứa liên kết carbon-nitrogen (CN). Một số dạng có độc tính cao, có thể gây tử vong gồm:

chất độc xyanua là gì
Chất độc xyanua là gì?

2. Tính chất hóa học của Xyanua

Xyanua có tác dụng rất nhanh, có khả năng ngăn cản cơ thể sử dụng oxy, dẫn đến tổn thương các cơ quan quan trọng. Một số tính chất hóa học của hợp chất này:

hình ảnh cấu trúc phân tử xyanua
Hình ảnh cấu trúc phân tử xyanua
Tên IUPAC ưa thích Cyanide Tên IUPAC có hệ thống Nitridocarbonate (II) ChEBI 17514 Hóa chất Spider 5755 Mã số CID 5975 Công thức Xyanua CN- (1 cacbon, 3 nitơ) Khối lượng phân tử 26.018 g·mol−1

3. Các phản ứng của Xyanua

3.1 Sự proton hóa

Xyanua có tính bazo, PKa (hằng axit, chỉ số biểu thị mức độ mạnh yếu của axit) của hydro xyanide là 9,1. Do đó, khi thêm axit mạnh vào dung dịch muối xyanua thì sẽ giải phóng hydro xyanua.

3.2 Thủy phân

Hợp chất này trải qua quá trình thủy phân để tạo ra amoniac (NH3) và formate (HCOO-). So với chất xyanua ban đầu, các sản phẩm này có độc tố thấp hơn.

3.3 Alkyl hóa

Anion xyanua có tính ái nhân cao, do đó các nhóm xyanua dễ dàng thay thế nhóm halide (một hợp chất hóa học nhị phân) để đi vào các phân tử hữu cơ. Trong hỗn hợp hữu cơ, xyanua là một synthon C-1 (chất xúc tác lý tưởng), được sử dụng để kéo dài chuỗi carbon, trong khi vẫn giữ được các chức năng của nó.

3.4 Oxy hóa khử

Ion xyanua là chất khử và có thể bị oxy hóa bởi các tác nhân có tính oxy hóa cao như clo (Cl2), hypoclorit (CIO-) và hydro peroxide (H2O2). Trong hoạt động khai thác vàng, người ta thường sử dụng các chất oxy hóa này để hòa tách xyanua độc trong nước thải, bảo vệ hệ sinh thái khỏi sự ô nhiễm.

3.5 Phức hợp kim loại

Anion xyanua phản ứng với kim loại chuyển tiếp (nguyên tố hóa học trong khối d của bảng tuần hoàn) để tạo thành liên kết M-CN (Cyanometallate hoặc cyanometalate), phản ứng này là cơ sở của độc tính xyanua. Tính ái lực cao của kim loại đối với dạng anion này có thể đến từ các yếu tố như điện tích âm, độ chặt và khả năng tham gia vào liên kết π (liên kết xảy ra giữa các nguyên tử trong phân tử).

4. Sản xuất và điều chế Xyanua

Andrussow là quy trình chính để sản xuất xyanua. Trong đó chất độc dạng khí được sản xuất từ metan (CH4) và amoniac (NH3) trong môi trường có oxy và chất xúc tác platin (bạch kim).

Natri xyanua là tiền chất của hầu hết các loại CN, nó được sản xuất bằng cách cho natri hidroxit và hydro xyanua tác dụng với nhau.

sản xuất và điều chế xyanua
Xyanua được sản xuất như thế nào?

5. Xyanua có tác dụng gì trong cuộc sống?

Mặc dù được biết đến là một chất cực độc, nhưng xyanua vẫn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:

5.1 Khai thác mỏ

Chất độc này giúp hòa tan và tách vàng, bạc khỏi các tạp chất khác. Trong quá trình xyanua hóa quặng, đối với quặng vàng (độ tinh khiết đạt 75% - 95%), người ta sẽ nghiền mịn và trộn cùng xyanua với tỷ lệ 1:1500. Đối với quặng kim loại vàng, chúng được xếp lại với nhau và phun dung dịch xyanua lên với tỷ lệ 1:1000.

Thông thường, vàng được phức hợp bởi ion xyanua để tạo thành các dẫn xuất hòa tan như (Ag(CN)2) và (Au(CN)2). Bạc thường được tìm thấy dưới dạng sunfua, trường hợp này không cần phản ứng oxy hóa khử, thay vào đó là phản ứng thế với công thức hóa học sau:

5.2 Hóa học hữu cơ

Chất xyanua có tác dụng gì trong hóa học hữu cơ? Xyanua có thể được ứng dụng để sản xuất các hợp chất chứa CN, thường là nitrile. Acyl xyanua được sản xuất từ acyl và xyanua. Xyanogen ((CN)2), xyanogen clorua (CNCl) và trimer xyanuric clorua ((NCCl)3) có nguồn gốc từ xyanua kim loại kiềm.

5.3 Y tế

Hợp chất xyanua natri nitroprusside (SNP) thường được sử dụng trong hóa học lâm sàng để đo thể ketone trong nước tiểu (sản phẩm phụ của sự phân hủy axit béo), chủ yếu dùng trong theo dõi chỉ số đường huyết của người bệnh tiểu đường và phụ nữ mang thai. Đôi khi, nó cũng được dùng để giúp làm giảm huyết áp khẩn cấp và sử dụng như một chất giãn mạch trong các nghiên cứu về mạch máu. Ngoài ra, hợp chất này còn có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh lao và bệnh phong.

5.4 Kiểm soát động vật gây hại

Xyanua dùng để làm gì, có giúp tiêu diệt động vật gây hại không? Ở một số vùng, xyanua được sử dụng để tiêu diệt sâu bệnh, kiến, chuột… Tuy nhiên, hợp chất này cần được cấp phép và sử dụng với định lượng vừa đủ để không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và không gây hại đến môi trường sống.

5.5 Nghệ thuật - trang sức

Với một lượng vừa đủ, xyanua có thể giúp các tác phẩm điêu khắc bằng đồng trở nên đẹp hơn nhờ khả năng tạo sắc xanh. Hợp chất này cũng được dùng trong chế tác đồ trang sức và chụp ảnh. Ngoài ra, nó là một trong những thành phần quan trọng trong quy trình sản giấy giấy, vải và nhựa. Tuy nhiên, khi thực hiện các công việc đặc thù này, bạn cần sử dụng đồ bảo hộ đầy đủ để tránh nhiễm độc xyanua.

5.6 Phụ gia

Chất độc xyanua là gì, có thể dùng làm phụ gia không? Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nó có thể được sử dụng để sản xuất một số chất phụ gia.

Xyanua là một hợp chất đa năng, có ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực trong cuộc sống, từ công nghiệp, nông nghiệp cho đến dịch vụ. Nếu được ứng dụng đúng cách, chúng có thể đóng góp tích cực trong việc nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển kinh tế - xã hội.

hợp chất này được sử dụng trong sản xuất chất chống vón cục muối
Hợp chất này được sử dụng trong sản xuất chất chống vón cục muối

Nguồn gốc Xyanua có ở đâu?

Xyanua là một chất khó phân biệt thông qua mùi vị và thường được tìm thấy từ nhiều nguồn khác nhau như:

1. Từ tự nhiên

Trong tự nhiên, xyanua thường tồn tại trong không khí, nước và đất đá. Chúng cũng được tìm thấy ở một số thực phẩm như hạnh nhân, đậu ngự, măng tươi, sắn tươi (khoai mì), táo, mận, đào…

2. Ngoài không gian

Gốc xyanua (một gốc có công thức phân tử CN) đã được xác định trong không gian giữa các vì sao. Trong đó, cyanogen (CN)2 được sử dụng để đo nhiệt độ của các đám mây giữa các vì sao.

3. Sản phẩm của quá trình nhiệt phân và đốt cháy

Hydro xyanua (H−C≡N) được tạo ra do quá trình nhiệt phân hoặc đốt cháy một số vật liệu trong điều kiện thiếu oxy như khí thải của động cơ đốt trong, khói thuốc lá. Ngoài ra, khi đun nóng hoặc đốt cháy một số loại nhựa, đặc biệt là những loại có nguồn gốc từ acrylonitrile (hợp chất hữu cơ có công thức là CH2CHCN), chúng sẽ giải phóng hydro xyanua.

4. Các dẫn xuất hữu cơ

Theo International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC, liên minh quốc tế về hóa học cơ bản và hóa học ứng dụng), các hợp chất hữu cơ có nhóm chức −C≡N đều được gọi là nitrile và nitrile thường không giải phóng các ion xyanua. Trong khi đó, một nhóm chức thuộc hydroxyl −OH và xyanua −CN liên kết với cùng một nguyên tử cacbon thì được gọi là cyanohydrin (R2C(OH)CN) và cyanohydrin có thể giải phóng HCN.

Độc tính của chất Xyanua

Như đã đề cập, đây là một trong những chất độc mạnh nhất và bạn có thể tìm hiểu thông tin về thời gian phát tán, liều lượng, cách giải độc xyanua là gì dưới đây:

1. Thời gian phát tác

Xyanua là chất cực độc có thể gây nguy hiểm khi tiếp xúc qua da, ăn uống hoặc hít phải. Sau khi tiếp xúc với một lượng đủ lớn, trong khoảng vài phút kể từ khi tiếp xúc, chất độc sẽ phát tác. [2]

chỉ mất vài giây đến vài phút để chất độc xyanua có thể phát tác và gây hại cho sức khỏe
Chỉ mất vài giây đến vài phút để chất độc xyanua có thể phát tác và gây hại cho sức khỏe

2. Liều lượng nguy hiểm

Khi nuốt phải một lượng nhỏ từ 50 - 200mg xyanua dạng rắn, lỏng hoặc tiếp xúc với xyanua trong không khí ở mức 270 ppm, các cơ quan trong cơ thể sẽ bị tổn thương nghiêm trọng, dẫn đến nguy cơ tử vong. [3]

Khi tiếp xúc với các dạng xyanua có độc tính cao như HCN, NaCN, KCN và Ca(CN)2 thì sẽ xuất hiện tình trạng anion xyanua liên kết với enzyme cytochrome c oxidase (aa3), ngăn cản sự vận chuyển electron từ cytochrome c đến oxy. Điều này khiến chuỗi vận chuyển điện tử bị phá vỡ, dẫn đến tế bào không thể sản xuất Adenosine triphosphate hiếu khí (ATP), một hợp chất cung cấp năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống của cơ thể. Lúc này, các mô phụ thuộc vào hô hấp hiếu khí như tim và hệ thần kinh trung ương bị tổn thương, gây nguy hiểm đến tính mạng nếu không được xử lý kịp thời.

Trong các phân loại trên, HCN được tạo ra bằng cách thêm axit vào dung dịch chứa muối xyanua, đây là dạng nguy hiểm nhất. Do đó, để đảm bảo an toàn, bạn nên tuân thủ quy tắc bảo hộ khi làm việc trong môi trường chứa khí xyanua.

3. Thuốc giải độc Xyanua

Xyanua là chất độc gì, có giải được không là thắc mắc của rất nhiều người, dưới đây là một số cách giải độc hợp chất nguy hiểm này:

Hydroxocobalamin (một loại vitamin B12 nhân tạo) phản ứng với xyanua để tạo thành cyanocobalamin (một dạng khác của vitamin B12). Hợp chất này có thể được đào thải nhanh chóng qua thận, hạn chế tối đa tác động của xyanua lên các cơ quan quan trọng. Phương pháp này giúp tránh được sự hình thành methemoglobin (một dạng rối loạn máu hiếm gặp) trong quá trình giải độc.

Một phương pháp giải độc khác là kết hợp 3 chất gồm: Amyl nitrit (thuốc giãn mạch dạng hít), natri nitrit (NaNO2 - một loại muối vô cơ) và natri thiosulfat (Na2S2O3 - một hợp chất tinh thể). Sự kết hợp này giúp tạo ra lượng lớn sắt để tranh giành cyanua với cytochrome a3 (phân tử protein lưu động), giúp xyanua liên kết với thuốc giải độc thay vì các enzyme này, từ đó hạn chế sự tác động của chất độc lên cơ thể.

Lưu ý: Những phương pháp giải độc trên cần được thực hiện bởi nhân viên y tế. Không nên tự ý áp dụng. Cách tốt nhất là cần tiếp cận dịch vụ y tế khẩn cấp càng sớm càng tốt.

Con người có thể bị phơi nhiễm Xyanua như thế nào?

Xyanua tồn tại ở nhiều nơi và dưới nhiều dạng khác nhau. Do đó, nếu không cẩn thận, con người có thể bị phơi nhiễm qua các hình thức dưới đây:

Triệu chứng khi tiếp xúc với chất Xyanua

Triệu chứng tiếp xúc với xyanua có thể xuất hiện chỉ trong vài giây hoặc vài phút [4], tùy vào định lượng tiếp xúc mà cơ thể sẽ có những phản ứng sau:

Đỏ da, hơi thở có mùi gần giống hạnh nhân, chóng mặt, đau đầu, khó thở, giãn đồng tử… các triệu chứng này đến từ việc các mô trong cơ thể bị thiếu hụt oxy. Khi phát hiện người bệnh có các dấu hiệu này, cần nhanh chóng liên hệ với cơ sở y tế gần nhất để được cấp cứu kịp thời, tránh nguy hiểm đến tính mạng.

Dấu hiệu ngộ độc Xyanua

Dưới đây là một số dấu hiệu ngộ độc xyanua mà bạn cần lưu ý:

sau khi nhiễm độc nếu không được xử lý kịp thời có thể dẫn đến hôn mê
Sau khi nhiễm độc, nếu không được xử lý kịp thời có thể dẫn đến hôn mê

Phải làm gì khi tiếp xúc với Xyanua?

Khi tiếp xúc với chất độc này, bạn cần tuân thủ các hướng dẫn dưới đây để giảm thiểu tác động của chất độc này lên cơ thể:

Lưu ý: Xyanua chứa độc tính nguy hiểm, nếu không được can thiệp y tế kịp thời có thể gây nguy hiểm đến tính mạng. Do đó, trước khi thực hiện các bước trên, bạn cần thông báo với cơ quan chức năng và cơ sở y tế về các thông tin liên quan như vấn đề gặp phải, tình trạng sức khỏe, vị trí tiếp xúc…

Câu hỏi thường gặp

Để đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc và sinh hoạt, bạn cần tìm hiểu các câu hỏi thường gặp về chất xyanua dưới đây:

1. Xyanua có mùi gì?

Xyanua được mô tả có mùi đắng nhẹ của hạnh nhân. Tuy nhiên, mùi này thường không rõ ràng và không phải ai cũng nhận biết được.

2. Bao nhiêu mg Xyanua có thể gây nguy hiểm đến tính mạng?

Liều nguy hiểm của hợp chất này phụ thuộc vào các yếu tố như dạng xyanua (lỏng, rắn hoặc khí), độ tuổi, trọng lượng cơ thể, tình trạng sức khỏe và thời gian tiếp xúc. Thông thường, nếu bạn vô tình hít phải 270ppm xyanua dạng khí hoặc 50 - 200mg dạng lỏng, rắn thì có thể nguy hiểm đến tính mạng.

3. Nhiễm Xyanua chết trong bao lâu?

Khi thắc mắc chất xyanua dùng để làm gì người ta thường nghĩ tới các vụ đầu độc. Đây là một trong những chất độc gây chết người nhanh nhất mà con người từng biết đến. Thời gian tử vong sau khi nhiễm xyanua thường khoảng vài phút đến vài giờ tùy vào lượng tiếp xúc và thể trạng của bạn. Đặc biệt, chất độc này sẽ tác dụng nhanh hơn khi được tiêm trực tiếp qua tĩnh mạch hoặc khi hít phải HCN. Do đó, ngay khi phát hiện bản thân hoặc người xung quanh nhiễm chất độc này, bạn cần liên hệ ngay với cơ sở y tế để được kiểm tra và xử lý kịp thời.

4. Có xảy ra tình trạng nhiễm độc Xyanua từ thực phẩm không?

Có! Xyanua có thể được tìm thấy với số lượng đáng kể từ các loại hạt và hạt của một số loại quả như hạnh nhân đắng, đào, táo, mơ… Ở thực vật, xyanua thường liên kết với các phân tử đường dưới dạng glycoside xyanua, hợp chất này giúp bảo vệ thực vật khỏi các loài động vật ăn cỏ.

Ngoài ra, trong sắn và măng cũng chứa một lượng lớn xyanua và có thể gây ngộ độc nếu tiêu thụ quá nhiều. Để đảm bảo an toàn, khi chế biến sắn và măng, bạn cần lưu ý các vấn đề sau:

Trong thực tế, nồng độ hợp chất này ở thực phẩm thường không cao, nếu ăn với định lượng vừa phải và sơ chế, chế biến đúng cách thì thường chỉ dẫn tới đầy hơi, khó tiêu, choáng nhẹ… cho người có cơ địa nhạy cảm.

sắn là thực phẩm chứa nhiều độc tố xyanua
Sắn là thực phẩm chứa nhiều độc tố xyanua

Tóm lại, xyanua là hợp chất cực độc, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe và cả tính mạng của con người. Ngay khi có biểu hiện phơi nhiễm xyanua, bạn cần rời khỏi môi trường chứa hợp chất này, liên hệ với cơ sở y tế gần nhất và tuân thủ hướng dẫn của nhân viên y tế để tránh nguy hiểm đến sức khỏe và tính mạng.

Link nội dung: https://melodious.edu.vn/doc-chat-a61332.html