Esta clase de compuestos se caracteriza por la presencia de un grupo C=N (ciano) e incluye los cianuros y nitrilos (R–C=N), así como sustancias químicas relacionadas, como cianógenos, isocianatos y cianamidas. Principalmente deben su toxicidad al ion cianuro, que es capaz de inhibir muchas enzimas, especialmente la citocromo oxidasa, cuando se libera en el cuerpo. La muerte, que puede ser más o menos rápida según la velocidad a la que se libera el ion cianuro, se produce por asfixia química a nivel celular.
cianuros inorgánicos
Los cianuros inorgánicos se hidrolizan fácilmente con agua y se descomponen con dióxido de carbono y ácidos minerales para formar cianuro de hidrógeno, que también pueden producir ciertas bacterias naturales. El cianuro de hidrógeno se desarrolla en la fabricación de coque y acero, y puede generarse en incendios donde se incinera espuma de poliuretano (p. ej., muebles, tabiques, etc.). Puede generarse accidentalmente por la acción de los ácidos sobre los desechos que contienen cianuro (por ejemplo, el lactonitrilo produce ácido cianhídrico cuando entra en contacto con un álcali) e intencionalmente en las cámaras de gas para la pena capital, donde se arrojan gránulos de cianuro en recipientes con ácido. para crear una atmósfera letal.
Nitriles
Los nitrilos (también llamados cianuros orgánicos) son compuestos orgánicos que contienen un grupo ciano
(–C=N) como grupo funcional característico y tienen la fórmula genérica RCN. Pueden considerarse derivados de hidrocarburos en los que tres átomos de hidrógeno unidos a un carbono primario se reemplazan por un grupo nitrilo, o como derivados de ácidos carboxílicos (R—COOH) en los que los radicales oxo e hidroxilo se reemplazan por un grupo nitrilo (R— C=N). Tras la hidrólisis, dan un ácido que contiene el mismo número de átomos de carbono y que, por lo tanto, se suele denominar por analogía con el ácido y no como un derivado del cianuro de hidrógeno. Son muy peligrosos cuando se calientan hasta la descomposición debido a la liberación de cianuro de hidrógeno.
Nitrilos alifáticos saturados hasta C14 son líquidos que tienen un olor bastante agradable como los éteres. Nitrilos de C14 y superiores son sólidos inodoros y generalmente incoloros. La mayoría de los nitrilos hervirán sin descomposición a temperaturas inferiores a las de los ácidos correspondientes. Son compuestos extremadamente reactivos y se utilizan ampliamente como productos intermedios en la síntesis orgánica. Son materiales de partida ampliamente utilizados en la síntesis de diversos ácidos grasos, productos farmacéuticos, vitaminas, resinas sintéticas, plásticos y colorantes.
Usos
Los compuestos inorgánicos de ciano tienen variados usos en las industrias del metal, química, plásticos y caucho. Se utilizan como productos químicos intermedios, pesticidas, limpiadores de metales y como agentes para extraer oro y plata de los minerales.
acrionitrilo (cianuro de vinilo, cianoetileno, nitrilo de propeno), un líquido incoloro inflamable y explosivo, se encuentra en revestimientos de superficies y adhesivos y se utiliza como producto químico intermedio en la síntesis de antioxidantes, productos farmacéuticos, pesticidas, tintes y agentes de superficie activa.
Cianamida de calcio (nitrolim, carbimida de calcio, cianamida) es un polvo brillante de color gris negruzco que se utiliza en la agricultura como fertilizante, herbicida, pesticida y defoliante para las plantas de algodón. También se utiliza en el endurecimiento del acero y como desulfurante en la industria siderúrgica. En la industria, la cianamida cálcica se utiliza para la fabricación de cianuro cálcico y diciandiamida, materia prima de la melamina.
Cianogeno, bromuro de cianógeno y cloruro de cianógeno se utilizan en síntesis orgánicas. El cianógeno también es un fumigante y un gas combustible para soldar y cortar metales resistentes al calor. Es un propulsor de cohetes o misiles en mezclas con ozono o flúor; y también puede estar presente en las emisiones de los altos hornos. El bromuro de cianógeno se utiliza en el tratamiento de textiles, como fumigante y pesticida, y en los procesos de extracción de oro. El cloruro de cianógeno sirve como agente de advertencia en los gases fumigantes.
Cianuro de hidrógeno encuentra uso en la fabricación de fibras sintéticas y plásticos, en pulidores de metales, soluciones de galvanoplastia, procesos metalúrgicos y fotográficos, y en la producción de sales de cianuro. Cianuro de sodio y cianuro de potasio se utilizan en la galvanoplastia, el endurecimiento del acero, la extracción de oro y plata de los minerales y en la fabricación de tintes y pigmentos. Además, el cianuro de sodio funciona como un depresor en la separación de minerales por flotación de espuma.
Ferricianuro de potasio (prusiato rojo de potasa) se utiliza en fotografía y en planos, templado de metales, galvanoplastia y pigmentos. Ferrocianuro de potasio (prusiato amarillo de potasa) se utiliza en el templado del acero y en el proceso de grabado. Se emplea en la fabricación de pigmentos y como reactivo químico.
Cianuro de calcio, malononitrilo, acetona cianohidrina (2-hidroxi-2-metilproprionitrilo), cianamida y acrilonitrilo son otros compuestos útiles en las industrias del metal, plásticos, caucho y química. El cianuro de calcio y el malononitrilo son agentes de lixiviación del oro. Además, el cianuro de calcio se utiliza como fumigante, pesticida, estabilizador del cemento y en la fabricación de acero inoxidable. La cianhidrina de acetona es un agente complejante para el refinado y la separación de metales, y la cianamida se utiliza en la limpieza de metales, el refinado de minerales y la producción de caucho sintético. Tiocianato de amonio se utiliza en las industrias de fósforos y fotografía y para el teñido doble de telas y para mejorar la resistencia de las sedas cargadas con sales de estaño. Es un estabilizador para pegamentos, un trazador en campos petroleros y un ingrediente en pesticidas y propulsores líquidos de cohetes. Cianato de potasio sirve como intermediario químico y como herbicida.
Algunos de los nitrilos orgánicos más importantes en uso industrial incluyen acrionitrilo (vinil cianamida, cianetileno, propeno nitrilo), acetonitrilo (metil cianamida, etanonitrilo, cianometano), etilen cianohidrina, propionitrilo (cianuro de etilo), lactonitrilo, gliconitrilo (formaldehído cianohidrina, hidroxiacetonitrilo , hidroximetilcianuro, metileno cianohidrina), 2-metil-lactonitrilo y adiponitrilo.
Peligros
Los compuestos de cianuro son tóxicos en la medida en que liberan el ion cianuro. La exposición aguda puede causar la muerte por asfixia, como resultado de la exposición a concentraciones letales de cianuro de hidrógeno (HCN), ya sea por inhalación, ingestión o absorción percutánea; en el último caso, sin embargo, la dosis requerida es mayor. La exposición crónica a cianuros a niveles demasiado bajos para producir síntomas tan graves puede causar una variedad de problemas. La dermatitis, a menudo acompañada de picor, erupción eritematosa y pápulas, ha sido un problema para los trabajadores de la industria de la galvanoplastia. La irritación severa de la nariz puede provocar obstrucción, sangrado, esfacelos y, en algunos casos, perforación del tabique. Entre los fumigadores, se ha reconocido que la intoxicación leve por cianuro es la causa de los síntomas de falta de oxígeno, dolor de cabeza, frecuencia cardíaca acelerada y náuseas, todos los cuales se revirtieron por completo cuando cesó la exposición.
Puede ocurrir envenenamiento por cianuro sistémico crónico, pero rara vez se reconoce debido a la aparición gradual de la discapacidad y los síntomas que son consistentes con otros diagnósticos. Se ha sugerido que el exceso de tiocianato en los fluidos extracelulares podría explicar la enfermedad crónica debida al cianuro, ya que los síntomas informados son similares a los que se encuentran cuando el tiocianato se usa como medicamento. Se han informado síntomas de enfermedad crónica en electrochapadores y pulidores de plata después de varios años de exposición. Los más destacados fueron debilidad motora de brazos y piernas, dolores de cabeza y enfermedades tiroideas; estos hallazgos también se han informado como complicaciones de la terapia con tiocianato.
Toxicidad
Cianuros
El ion cianuro de los compuestos solubles de cianuro se absorbe rápidamente por todas las vías de entrada: inhalación, ingestión y percutánea. Sus propiedades tóxicas resultan de su capacidad para formar complejos con iones de metales pesados que inhiben las enzimas necesarias para la respiración celular, principalmente la citocromo oxidasa. Esto impide la captación de oxígeno por los tejidos, provocando la muerte por asfixia. La sangre retiene su oxígeno, produciendo el color rojo cereza característico de las víctimas del envenenamiento agudo con cianuro. Los iones de cianuro se combinan con aproximadamente el 2% de la metahemoglobina normalmente presente, un hecho que ha ayudado a desarrollar el tratamiento del envenenamiento por cianuro.
Si la dosis inicial no es fatal, parte de la dosis de cianuro se exhala sin cambios, mientras que la rodanasa, una enzima ampliamente distribuida en el cuerpo, convierte el resto en tiocianato, mucho menos dañino, que permanece en los fluidos corporales extracelulares hasta que se excreta en el cuerpo. orina. Los niveles urinarios de tiocianato se han utilizado para medir el alcance de la intoxicación, pero no son específicos y están elevados en fumadores. Puede haber un efecto sobre la función tiroidea debido a la afinidad del ion tiocianato por el yodo.
Existen variaciones en los efectos biológicos de los compuestos de este grupo. A bajas concentraciones, el cianuro de hidrógeno (ácido cianhídrico, ácido prúsico) y los compuestos de cianuro halogenado (es decir, cloruro y bromuro de cianógeno) en forma de vapor producen irritación de los ojos y las vías respiratorias (los efectos respiratorios, incluido el edema pulmonar, pueden retrasarse). ). Los efectos sistémicos incluyen debilidad, dolores de cabeza, confusión, náuseas y vómitos. en leve casos, la presión arterial permanece normal a pesar del aumento en la frecuencia del pulso. La frecuencia respiratoria varía con la intensidad de la exposición: rápida con una exposición leve o lenta y jadeante con una exposición severa.
Nitriles
La toxicidad de los nitrilos varía mucho con su estructura molecular, desde compuestos comparativamente no tóxicos (p. ej., los nitrilos de ácidos grasos saturados) hasta materiales altamente tóxicos, como los α-aminonitrilos y las α-cianohidrinas, que se consideran tan tóxicos como propio ácido cianhídrico. Los nitrilos halogenados son altamente tóxicos e irritantes, y provocan un considerable lagrimeo. Los nitrilos como el acrilonitrilo, propionitrilo y fumaronitrilo son tóxicos y pueden causar dermatitis severa y dolorosa en la piel expuesta.
La exposición a nitrilos tóxicos puede causar rápidamente la muerte por asfixia similar a la que resulta de la exposición al cianuro de hidrógeno. Se dijo que las personas que sobrevivieron a la exposición a altas concentraciones de nitrilos no tenían evidencia de efectos fisiológicos residuales después de la recuperación del episodio agudo; esto ha llevado a la opinión de que la persona sucumbe a la exposición al nitrilo o se recupera por completo.
La vigilancia médica debe incluir exámenes previos al empleo y periódicos centrados en los trastornos de la piel y los sistemas cardiovascular, pulmonar y nervioso central. Un historial de desmayos o trastornos convulsivos podría presentar un riesgo adicional para los trabajadores del nitrilo.
Todos los nitrilos deben manipularse en condiciones cuidadosamente controladas y solo por personal que tenga una comprensión y un conocimiento profundos de las técnicas de manipulación segura. No se debe utilizar cuero para prendas, guantes y calzado de protección, ya que puede ser penetrado por el acrionitrilo y otros compuestos similares; el equipo de protección de goma debe lavarse e inspeccionarse con frecuencia para detectar hinchazón y ablandamiento. Se deben proteger los ojos, se deben usar respiradores adecuados y todas las salpicaduras se deben lavar de inmediato y por completo.
Acrilonitrilo. El acrilonitrilo es un asfixiante químico como el cianuro de hidrógeno. También es irritante, afectando la piel y las mucosas; puede causar daño severo a la córnea en el ojo si no se lava rápidamente con abundante irrigación. La IARC ha clasificado el acrilonitrilo como un carcinógeno del Grupo 2A: el agente es probablemente carcinógeno para los humanos. La clasificación se basa en evidencia limitada de carcinogenicidad en humanos y evidencia suficiente de carcinogenicidad en animales.
El acrilonitrilo se puede absorber por inhalación oa través de la piel. En exposiciones graduales, las víctimas pueden tener niveles significativos de cianuro en la sangre antes de que aparezcan los síntomas. Se derivan de la anoxia tisular e incluyen, aproximadamente en orden de aparición, debilidad en las extremidades, disnea, sensación de ardor en la garganta, mareos y alteración del juicio, cianosis y náuseas. En las últimas etapas, el colapso, la respiración irregular o las convulsiones y el paro cardíaco pueden ocurrir sin previo aviso. Algunos pacientes parecen histéricos o incluso pueden ser violentos; cualquier desviación del comportamiento normal debe sugerir intoxicación por acrionitrilo.
El contacto repetido o prolongado de la piel con acrilonitrilo puede producir irritación después de horas sin efecto aparente. Dado que el acrilonitrilo se absorbe fácilmente en el cuero o la ropa, pueden aparecer ampollas a menos que los artículos contaminados se eliminen rápidamente y se lave la piel subyacente. La ropa de goma debe inspeccionarse y lavarse con frecuencia porque se ablandará y se hinchará.
Un peligro importante es el fuego y la explosión. El bajo punto de inflamación indica que se genera suficiente vapor a temperaturas normales para formar una mezcla inflamable con el aire. El acrilonitrilo tiene la capacidad de polimerizarse espontáneamente bajo la acción de la luz o el calor, lo que puede provocar una explosión incluso cuando se mantiene en recipientes cerrados. Por lo tanto, nunca debe almacenarse sin inhibiciones. El peligro de incendio y explosión se ve intensificado por la naturaleza letal de los humos y vapores que se desprenden, como el amoníaco y el cianuro de hidrógeno.
Cianamida de calcio. La cianamida de calcio se encuentra principalmente en forma de polvo. Cuando se inhala, causará rinitis, faringitis, laringitis y bronquitis. Se ha informado perforación del tabique nasal después de una exposición prolongada. En los ojos puede causar conjuntivitis, queratitis y ulceración corneal. Puede causar una dermatitis pruriginosa que, al cabo de un tiempo, puede presentar ulceraciones de curación lenta en las palmas de las manos y entre los dedos. Puede ocurrir sensibilización de la piel.
Su efecto sistémico más notable es una reacción vasomotora característica caracterizada por un eritema difuso en el cuerpo, cara y brazos que puede acompañarse de fatiga, náuseas, vómitos, diarrea, mareos y sensación de frío. En casos severos, puede producirse un colapso circulatorio. Esta reacción vasomotora puede ser desencadenada o exagerada por el consumo de alcohol.
Además de la ventilación de escape adecuada y el equipo de protección personal, una crema de barrera a prueba de agua puede brindar protección adicional para la cara y la piel expuesta. Es importante una buena higiene personal, incluidas duchas y cambios de ropa después de cada turno.
cianatos. Algunos de los cianatos más importantes en uso industrial incluyen cianato de sodio, cianato de potasio, cianato de amonio, cianato de plomo y cianato de plata. Los cianatos de elementos tales como bario, boro, cadmio, cobalto, cobre, silicio, azufre y talio pueden prepararse por reacciones entre soluciones de un cianato y la correspondiente sal del metal. Son peligrosos porque liberan cianuro de hidrógeno cuando se calientan hasta la descomposición o cuando entran en contacto con ácido o vapores ácidos. El personal que manipule estos materiales debe contar con protección respiratoria y cutánea.
El cianato de sodio se utiliza en la síntesis orgánica, el tratamiento térmico del acero y como producto intermedio en la fabricación de productos farmacéuticos. Se considera moderadamente tóxico y los trabajadores deben estar protegidos contra la inhalación de polvo y la contaminación de la piel.
Los compuestos de cianato varían en toxicidad; por lo tanto, deben manipularse en condiciones controladas, tomando las precauciones estándar para proteger al personal contra la exposición. Cuando se calientan hasta la descomposición o cuando se ponen en contacto con ácido o vapores ácidos, los cianatos emiten vapores altamente tóxicos. Se debe proporcionar una ventilación adecuada y se debe monitorear de cerca la calidad del aire en el lugar de trabajo. El personal no debe inhalar aire contaminado ni permitir el contacto de la piel con estos materiales. Una buena higiene personal es esencial para quienes trabajan en áreas donde se manipulan dichos compuestos.
Medidas de Seguridad y Salud
Es necesario prestar una atención escrupulosa a la ventilación adecuada. Se recomienda el encierro completo del proceso, con ventilación de escape suplementaria disponible. Se deben colocar señales de advertencia cerca de las entradas a las áreas en las que se puede liberar cianuro de hidrógeno al aire. Todos los contenedores de envío y almacenamiento de cianuro de hidrógeno o sales de cianuro deben llevar una etiqueta de advertencia que incluya instrucciones de primeros auxilios; deben estar en un área bien ventilada y manejarse con mucho cuidado.
Aquellos que trabajan con sales de cianuro deben comprender completamente el peligro. Deben estar capacitados para reconocer el olor característico del cianuro de hidrógeno y evacuar el área de trabajo inmediatamente si se detecta. Los trabajadores que ingresen a un área contaminada deben estar provistos de respiradores con suministro de aire o autónomos con botes específicos para cianuro, gafas protectoras si no usan máscaras que cubra toda la cara y ropa protectora impermeable.
Para quienes trabajan con acrilonitrilo, son necesarias las precauciones habituales para carcinógenos y para líquidos altamente inflamables. Se deben tomar medidas para eliminar el riesgo de ignición de fuentes tales como equipos eléctricos, electricidad estática y fricción. Debido a la naturaleza tóxica e inflamable del vapor, debe evitarse su escape al aire del lugar de trabajo encerrando el proceso y ventilando por extracción. Es necesario monitorear continuamente el aire del lugar de trabajo para garantizar que estos controles de ingeniería sigan siendo efectivos. La protección respiratoria personal, preferiblemente del tipo de presión positiva, y la ropa protectora impermeable son necesarios cuando existe la posibilidad de exposición, como en una operación normal pero no rutinaria, como el reemplazo de una bomba. El cuero no debe usarse como ropa de protección, ya que el acrilonitrilo lo penetra fácilmente; La ropa de goma y de otro tipo debe inspeccionarse y lavarse con frecuencia.
Los trabajadores de acrilonitrilo deben ser educados sobre los peligros de la sustancia química y capacitados en procedimientos de rescate, descontaminación y soporte vital y el uso de nitrato de amilo. Se requiere atención médica especializada en emergencias; Los requisitos principales son un sistema de alarma y personal de planta capacitado para apoyar las actividades de los profesionales de la salud. Los suministros de antídotos específicos deben estar disponibles en el sitio y en los centros hospitalarios adyacentes.
La vigilancia médica de los trabajadores potencialmente expuestos a los cianuros debe centrarse en los sistemas respiratorio, cardiovascular y nervioso central; función hepática, renal y tiroidea; condición de la piel; y antecedentes de desmayos o mareos. Los trabajadores con enfermedades crónicas de los riñones, las vías respiratorias, la piel o la tiroides corren un mayor riesgo de desarrollar efectos tóxicos del cianuro que los trabajadores sanos.
El control médico requiere entrenamiento en reanimación artificial y el uso de medicamentos recetados para el tratamiento de emergencia del envenenamiento agudo (p. ej., inhalaciones de nitrito de amilo). Tan pronto como sea posible, se debe quitar la ropa, los guantes y el calzado contaminados y lavar la piel para evitar que continúe la absorción. Los botiquines de primeros auxilios con medicamentos y jeringuillas deben estar convenientemente a mano y revisarse con frecuencia.
Desafortunadamente, algunos manuales ampliamente distribuidos sugieren que el azul de metileno es útil en el envenenamiento por cianuro porque, en ciertas concentraciones, forma metahemoglobina que, debido a su afinidad por el ion cianuro, podría reducir el efecto tóxico. No se recomienda el uso de azul de metileno ya que a otras concentraciones tiene el efecto inverso de convertir la metahemoglobina en hemoglobina, y los análisis para verificar que su concentración es la adecuada no son factibles en las condiciones creadas por la emergencia del cianuro.
Tratamiento
Las personas expuestas a niveles tóxicos de nitrilos deben ser trasladadas inmediatamente a un área segura y recibir nitrito de amilo por inhalación. Cualquier indicio de problemas respiratorios indicaría inhalación de oxígeno y, si es necesario, reanimación cardiopulmonar. Se debe quitar la ropa contaminada y lavar abundantemente las áreas de la piel. Se recomienda un enjuague prolongado de los ojos con soluciones neutras o agua si hay lagrimeo o cualquier evidencia de irritación conjuntival. Se debe llamar a la escena a médicos, enfermeras y técnicos de emergencias médicas debidamente capacitados para administrar el tratamiento definitivo y mantener a la víctima bajo estrecha observación hasta que se recupere por completo.
Tablas de compuestos de ciano
Tabla 1 - Información química.
Tabla 2 - Riesgos para la salud.
Tabla 3 - Riesgos físicos y químicos.
Tabla 4 - Propiedades físicas y químicas.