Guide de cyanure d’hydrogène / acide cyanhydrique
Le cyanure d’hydrogène (formule brute HCN) ou acide cyanhydrique est un liquide incolore à légèrement jaunâtre à l’état pur. Il est également inflammable, soluble dans l’eau et très volatile. Le nom d’acide cyanhydrique provient de son ancienne extraction à partir d’un pigment inorganique résistant à la lumière, le « bleu de Berlin », qui se caractérise par une couleur bleue profonde.
D’autres synonymes de cette substance sont :
Cyanure d’hydrogène, acide cyanhydrique, cyclone, formonitrile, nitrile formique,Acidum borussicum ou en anglais prussic acid = acide prussique (une référence à la première extraction du bleu de Prusse (ou de Berlin).
L’odeur du cyanure d’hydrogène rappelle, selon l’opinion dominante, les amandes amères ou encore la pâte d’amande, bien qu’il faille noter que de nombreuses personnes ne peuvent même pas percevoir cette odeur pour des raisons génétiques.
- Propriétés caractéristiques
- Effets toxiques
- Symptômes d'une intoxication
- Premiers secours et antidote en cas d'intoxication à l'acide cyanhydrique
- Aperçu de toutes les mesures de premiers secours :
- Présence d'acide cyanhydrique dans la nature
- Découverte et production
- Utilisation de l'acide cyanhydrique
- Utilisation des cyanures
- Manipulation, stockage et transport
- Historique du cyanure d'hydrogène
- Comment peut-on détecter le cyanure d'hydrogène ?
Propriétés caractéristiques
Sous sa forme très pure, le cyanure d’hydrogène peut être mélangé en toutes proportions avec de l’eau et de l’alcool (éthanol). Son point d’ébullition est de 26 °C seulement. À température ambiante, la substance s’évapore si rapidement que certaines parties peuvent se solidifier en raison du froid de l’évaporation.
L’odeur d’amande amère mentionnée n’apparaît normalement qu’en cas de concentration diluée et est parfois décrite comme anesthésiante et sourde. Sous une forme très concentrée, l’acide cyanhydrique dégage plutôt une odeur très désagréable, à peine définissable, qui est intensément forte, piquante et grattante, qui irrite les muqueuses et qui laisse un goût amer dans la bouche. L’odeur et le goût ne sont toutefois perçus que brièvement, car même en petites quantités, la substance entraîne très rapidement une paralysie des nerfs correspondants.
Dissous dans l’eau, l’acide cyanhydrique est un acide très faible qui est expulsé de ses sels – appelés cyanures – par le seul gaz carbonique. D’un point de vue chimique, il représente un cas limite entre la chimie organique et la chimie inorganique, car en tant que nitrile, un composant de l’acide formique, il fait partie des substances organiques.
Le cyanure d’hydrogène est extrêmement inflammable et explosif en mélange avec l’air dans une proportion de 5,4 à 46,6 % en volume. Comme la substance est facilement miscible à l’eau, il peut y avoir une contamination de la nappe phréatique, par exemple lors de l’extinction d’un foyer d’incendie. C’est pourquoi, dans de tels cas, on privilégie généralement un brûlage contrôlé, pour autant que la possibilité existe et que d’autres dangers puissent être exclus.
Effets toxiques
L’acide cyanhydrique et ses sels, les cyanures, sont extrêmement toxiques. Chez l’homme, 1 mg à 2 mg par kilogramme de poids corporel suffisent à provoquer la mort. Outre l’absorption directe par voie orale, l’intoxication peut se produire par inhalation ou par absorption cutanée. Cette dernière est fortement favorisée par la sueur en raison de sa grande solubilité dans l’eau. La solubilité dans l’eau a également conduit l’Office fédéral de l’environnement à attribuer au cyanure d’hydrogène la classe de danger pour l’eau 3 (= fort danger pour l’eau).
La toxine agit en premier lieu en bloquant le site de fixation de l’oxygène de l’hémoglobine dans la chaîne respiratoire*. En raison de la désactivation de l’enzyme, la respiration cellulaire ne fonctionne plus, c’est-à-dire que la cellule n’est plus en mesure d’utiliser l’oxygène pour produire de l’énergie. Il en résulte ce que l’on appelle une « asphyxie interne ».
Symptômes d’une intoxication
La première chose que l’on remarque est la coloration rouge clair de la peau, caractéristique d’une intoxication au cyanure. Cette coloration est due au fait que l’oxygène inhalé n’a pas pu être absorbé et utilisé par les cellules. C’est pourquoi le sang est encore enrichi en oxygène dans les veines. C’est également la raison pour laquelle les personnes décédées après un empoisonnement à l’acide cyanhydrique présentent sur la peau des livrées (taches cadavériques) d’un rouge vif, comme lors d’un empoisonnement au monoxyde de carbone. Tout comme l’odeur d’amande amère, les livrées cadavériques sont un indice certain d’une mort non naturelle.
Si la concentration d’acide cyanhydrique dans l’air est très élevée, les personnes concernées subissent une hyperventilation en quelques secondes, puis un arrêt respiratoire et une perte de conscience, suivis d’un arrêt cardiaque en quelques minutes. Dans ces cas, une coloration de la peau n’apparaît généralement pas en raison de la rapidité du processus.
Les principaux symptômes d’une intoxication à l’acide cyanhydrique en un coup d’œil :
- Détresse respiratoire
- Odeur d’amande amère dans l’air expiré
- Maux de tête
- Vertiges
- Vomissements
- fortes crampes
- Évanouissement
- couleur de peau rouge clair
La concentration dans l’air (mesurée en ppm) a les effets suivants :
- 300 ppm et plus : immédiatement mortel sans premiers secours
- 2 à 5 ppm : seuil de perception par l’odeur
TRGS 900 – VALEURS LIMITES D’EXPOSITION PROFESSIONNELLE :
0,9 ml/m³
1 mg/m³ - 20 à 40 ppm : symptômes légers après plusieurs heures
- 45 à 54 ppm : tolérable entre 30 et 60 minutes sans dommage immédiat ou ultérieur
- 100 à 200 ppm : évolution fatale en 30 à 60 minutes
- 300 ppm et plus : immédiatement mortel sans premiers secours
Premiers secours et antidote en cas d’intoxication à l’acide cyanhydrique
Les secouristes doivent d’abord s’équiper eux-mêmes d’une protection respiratoire sûre, car le cyanure d’hydrogène qui s’échappe des poumons de la personne intoxiquée peut, même en quantités infimes, provoquer une intoxication chez le secouriste.
Une action rapide s’impose dans tous les cas. Les personnes concernées doivent être immédiatement sorties de la zone de danger et alimentées en air frais, si possible à l’aide d’un respirateur à oxygène pur. Si un arrêt respiratoire s’est déjà produit, il convient de commencer immédiatement la réanimation. En outre, le patient doit recevoir un traitement médical d’urgence le plus rapidement possible.
Les antidotes possibles sont le thiosulfate de sodium, le 4-diméthylaminophénol (4-DMAP), l’hydroxycobalamine et le nitrite d’isoamyle. Le thiosulfate de sodium administré par voie intraveineuse facilite le travail de l’enzyme rhodanase produite par l’organisme, qui transforme les ions cyanure en rhodanide.
Aperçu de toutes les mesures de premiers secours :
- Protection respiratoire pour le premier intervenant
- Sortir la victime de la zone de danger
- Donner de l’air frais ou, mieux, pratiquer la respiration artificielle avec de l’oxygène pur
- Rincer les yeux et la peau de la personne intoxiquée avec beaucoup d’eau
- retrait des vêtements contaminés
- en cas d’ingestion d’HCN, donner beaucoup d’eau, provoquer des vomissements et administrer du charbon médical
- en cas de perte de connaissance, injecter dans la cuisse une dose de 5 ml de 4-diméthylaminophénol (4-DMAP), appelé « canif d’acide cyanhydrique ».
- administration intraveineuse de thiosulfate de sodium, complétée par d’autres antitoxines
- transfert rapide de la personne concernée vers une assistance médicale
Présence d’acide cyanhydrique dans la nature
Le cyanure d’hydrogène n’est pas seulement produit artificiellement, il est également présent dans la nature. On le trouve en petites quantités dans les noyaux des fruits à noyau comme les amandes et les amandes amères, les cerises, les abricots et les pêches. Dans ce cas, la substance sert probablement de protection contre l’alimentation des noyaux de graines et d’inhibiteur de germination. Le gaz cyanhydrique ne peut s’échapper que lorsque la paroi du fruit est pourrie, ce qui déclenche alors le processus de germination.
L’acide cyanhydrique est un glycoside cyanogénique également présent dans le manioc, un aliment très répandu dans les régions tropicales. Ici, on utilise principalement le tubercule de la racine, qui est toxique à l’état cru et doit être traité avant d’être consommé. Pour ce faire, il est soigneusement broyé, réduit en farine, chauffé, fermenté ou lavé à l’eau bouillante.
Certaines variétés de patates douces, d’ignames, de bambous, de sorgho sucré, de haricots de Lima et de graines de lin sont d’autres aliments qui contiennent des quantités d’acide cyanhydrique importantes du point de vue toxicologique. Ce sont surtout les pousses immatures de bambou, considérées comme un mets délicat dans les pays asiatiques, qui contiennent des taux élevés d’acide cyanhydrique. Des cas d’intoxication dans ce contexte sont connus. Une séparation du poison des glycosides peut être obtenue par une cuisson intensive.
D’autres plantes contenant de l’acide cyanhydrique et considérées comme toxiques sont l’hévéa brésilien et l’orpin tropical. Pour ces dernières, l’HCN sert clairement de protection contre les prédateurs.
Découverte et production
Le cyanure d’hydrogène a été découvert en 1782 par le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele (1742-1786). Il s’est formé lors d’une réaction entre l’acide sulfurique dilué et l’hexacyanoferrate de potassium (II), appelé sel rouge de liqueur de sang. Il peut également être produit en laboratoire en faisant tomber de l’acide sulfurique à 50 % sur du cyanure de potassium. Le gaz HCN s’échappe alors de ce mélange et peut être liquéfié par un refroidissement à la glace carbonique. Mais attention : cette forme de production est fortement déconseillée sans mesures de protection appropriées. Mais l’acide cyanhydrique est également produit par la fumée de tabac et la combustion de certains plastiques.
Dans l’industrie, on utilise principalement le procédé Andrussow, qui consiste à oxyder partiellement un mélange d’ammoniac et de méthane avec l’oxygène de l’air et des catalyseurs en platine-rhodium.
Utilisation de l’acide cyanhydrique
Dans l’industrie, l’acide cyanhydrique est utilisé dans de nombreux processus de travail, par exemple pour la production d’acides aminés (surtout la méthionine), de chlorure de cyanuryle, de cyanure de chlore, de cyanure de sodium et de nombreux autres dérivés. De grandes quantités sont nécessaires pour la production de cyanhydrine d’acétone et d’adiponitrile, deux produits intermédiaires pour les matières plastiques. La production de l’acide aminé méthionine se fait à l’échelle industrielle selon un procédé en plusieurs étapes. Elle sert de complément pour les aliments pour animaux. Le chlorure de cyanuryle permet de synthétiser des produits phytosanitaires pour les céréales et la canne à sucre. Pour obtenir la cyanhydrine d’acétone, on ajoute l’acide cyanhydrique à l’acétone par voie catalytique. L’adiponitrile est obtenu en ajoutant un catalyseur à base de nickel au butadiène. Ce procédé est également appelé hydrocyanation.
Le cyanure d’hydrogène est également utilisé dans l’industrie minière, par exemple pour extraire l’or et l’argent des minerais dans lesquels les métaux précieux ne sont présents qu’en petites quantités. Pour cela, la solution d’or est par exemple réduite avec du zinc. Un autre procédé utilise du charbon actif issu de coquilles de noix de coco, avec lequel le complexe cyanido est lié par adsorption. L’or est ensuite récupéré après une combustion des parties organiques, pour ainsi dire sous forme de cendres.
Une troisième méthode, qui nécessite des installations industrielles modernes, consiste à libérer le complexe cyanido du charbon actif au moyen d’une solution chaude de cyanure de sodium. Cette dernière permet une meilleure manipulation que l’acide cyanhydrique. Malheureusement, cette méthode est très problématique pour l’environnement, tout comme le procédé d’amalgame au mercure qui n’est plus que rarement utilisé. Dans les pays producteurs d’or du tiers-monde, cela provoque régulièrement des empoisonnements catastrophiques des eaux.
Utilisation des cyanures
Les sels obtenus à partir du cyanure d’hydrogène sont appelés cyanures. Ils sont largement utilisés pour le durcissement de l’acier et pour la synthèse de composés organiques. Ils jouent également un rôle important dans l’industrie galvanique et dans la production de pesticides. Les cyanures ont également été utilisés dans la cokéfaction du charbon, de sorte que les sols des anciens sites de cokéfaction peuvent aujourd’hui être contaminés par ces substances.
Manipulation, stockage et transport
La manipulation de l’acide cyanhydrique exige une extrême prudence en raison de sa grande toxicité. Sans mesures de protection particulières, les personnes qui le manipulent sont en danger de mort. De plus, entre 30 et 50 % de la population ne perçoit pas l’odeur du cyanure d’hydrogène, qui ressemble à celle de l’amande amère, pour des raisons génétiques.
Ce défaut génétique est par exemple pris en compte par l’Office bavarois de la santé et de la sécurité alimentaire lors des tests d’aptitude des candidats qui souhaitent obtenir un certificat de capacité pour la lutte contre les nuisibles ou pour les fumigations.
L’acide cyanhydrique anhydre doit toujours être conservé au frais. De même, les récipients contenant la substance ne doivent être ouverts qu’en état de refroidissement intense. Si cela n’est pas pris en compte, une pression élevée est générée dans les récipients en raison du faible point d’ébullition du cyanure d’hydrogène. En cas d’ouverture inappropriée, cela peut entraîner la sortie soudaine de grandes quantités sous forme de gaz et même, dans le pire des cas, la projection de substances liquides.
Le cyanure d’hydrogène pur et anhydre conserve sa résistance pendant plusieurs mois. Toutefois, le stockage doit être effectué dans les règles de l’art, car l’acide cyanhydrique peut sinon se polymériser de manière explosive après un certain temps, formant ce que l’on appelle l’acide azulmique, un solide brun en flocons. La polymérisation peut être accélérée par des traces d’oxydes de métaux lourds ou d’alcalis, la surface des récipients (en verre) ayant également son importance. Inversement, le processus peut être retardé en ajoutant de petites quantités d’acide minéral ou oxalique. Le fait que la décomposition explosive se produise dans un délai prévisible peut être constaté par une coloration initiale de l’acide cyanhydrique vers le jaune, puis vers le brun.
D’ailleurs, en raison de sa très grande toxicité, le cyanure d’hydrogène ne peut pas être conservé dans les écoles ou les laboratoires scolaires en Allemagne.
L’acide cyanhydrique n’est que très, très rarement transporté, ce qui est également dû à sa toxicité. En règle générale, la substance dangereuse est directement acheminée sur le lieu de production pour y être transformée.
Historique du cyanure d’hydrogène
La grande toxicité de l’acide cyanhydrique a malheureusement laissé de nombreuses traces sombres dans l’histoire. De nombreux accidents dus à une mauvaise manipulation de la substance sont attestés. La plupart du temps, le gaz s’est échappé dans l’atmosphère, soit sur les sites de production, soit lors de la lutte contre les parasites tels que les vers à bois, les termites et autres insectes. Dans d’autres cas, des explosions ont été déclenchées en raison de concentrations élevées dans des espaces fermés.
Pendant la Première Guerre mondiale, le cyanure d’hydrogène a servi d’agent chimique de combat, d’abord utilisé par l’armée française en 1916, puis par les Allemands. Cependant, cette substance ne s’est pas révélée très efficace, car le gaz se volatilisait trop rapidement. Elle est toutefois ajoutée aux armes chimiques modernes en tant que « casse-masque » et assure dans cette fonction que la capacité de résorption du filtre du masque à gaz est annulée plus rapidement et que l’agent de guerre chimique proprement dit peut déployer ses effets.
Dans certains États américains, le cyanure d’hydrogène a été partiellement utilisé dans les chambres à gaz pour les exécutions capitales jusqu’en 1999. Les concentrations (environ 3.200 ppm) étaient alors si élevées que les condamnés perdaient généralement immédiatement connaissance et que l’arrêt cardiaque survenait au bout de quelques minutes. Aujourd’hui, l’acide cyanhydrique n’est plus autorisé pour les exécutions aux États-Unis.
Mais c’est dans les camps d’extermination nazis d’Auschwitz-Birkenau et de Majdanek que ce poison a connu son utilisation la plus atroce, où des personnes ont été assassinées en nombre inimaginable avec de l’acide cyanhydrique qui s’échappait des pellets sous forme de gaz dans les chambres à gaz. Le nom de l’époque, Zyklon B, pour le biocide est ainsi devenu l’incarnation de l’Holocauste.
Comment peut-on détecter le cyanure d’hydrogène ?
Une méthode classique, parmi d’autres, consiste à ajouter une solution de sulfate de fer (II) à une solution alcaline. Si des ions cyanure sont présents, du bleu de Berlin se forme après l’acidification et du cyanure d’hydrogène est libéré.
Dans la production industrielle actuelle de cyanure d’hydrogène, une telle méthode n’est toutefois pas appropriée. Pour détecter l’acide cyanhydrique dans l’air ambiant, les détecteurs de gaz électroniques sensibles tels que le Tracer mobile pour la recherche de fuites ou le Tracer également mobile de Compur constituent une alternative nettement meilleure et surtout plus rapide en raison de leur toxicité élevée. Pour une utilisation stationnaire, Compur propose la famille de produits Statox avec différents modèles.
Dr. Josef von Stackelberg
Directeur général COMPUR MONITORS GmbH & Co. KG
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