Blausäure im Steckbrief
Blausäure ist die wässrige Lösung von Cyanwasserstoff mit der Summenformel HCN. Rein ist sie eine farblose, sehr leicht flüchtige und stark giftige Flüssigkeit mit Bittermandel-Geruch. In Wasser reagiert sie als schwache Säure, ihre Salze heißen Cyanide.
Der Name Blausäure ist historisch: Er stammt vom Pigment Berliner Blau, aus dem die Substanz erstmals gewonnen wurde. Genau daher kommt auch die Vorsilbe Cyan (griechisch kyáneos für dunkelblau) in den Namen Cyanwasserstoff und Cyanid.
| Steckbrief | Blausäure (Cyanwasserstoff) |
|---|---|
| Summenformel | HCN |
| Molare Masse | 27,03 g/mol |
| Aggregatzustand | flüssig, sehr flüchtig (Siedepunkt +26 °C) |
| Geruch | nach Bittermandeln |
| Säurestärke | schwache Säure (pKs etwa 9,2) |
| Salze | Cyanide (z. B. Kaliumcyanid) |
Aufbau des HCN-Moleküls
Das HCN-Molekül ist linear aufgebaut: Ein Wasserstoffatom hängt an einem Kohlenstoffatom, das über eine Dreifachbindung mit dem Stickstoffatom verbunden ist (H−C≡N). Diese starke Dreifachbindung macht das Molekül stabil und bestimmt seine chemischen Eigenschaften.
In der Lewis-Schreibweise erkennt man drei gemeinsame Elektronenpaare zwischen Kohlenstoff und Stickstoff, das sind die drei Bindungsstriche im Zeichen ≡. Am Stickstoffatom sitzt außerdem ein freies Elektronenpaar. Weil alle drei Atome in einer Linie liegen, ist das Molekül gestreckt und nicht gewinkelt wie zum Beispiel das Wassermolekül.
Das Kohlenstoffatom in der Blausäure trägt eine sogenannte Cyano-Gruppe (−C≡N). Dieselbe Gruppe findet sich auch in vielen organischen Verbindungen wieder, den Nitrilen. Für die Schulchemie ist vor allem wichtig, dass sich beim Ablösen des Wasserstoffatoms das Cyanid-Ion (CN⁻) bildet. Genau dieses Ion steckt in allen Salzen der Blausäure und ist zugleich der chemisch entscheidende Baustein.
Weil Stickstoff elektronegativer ist als Kohlenstoff, ist die Bindung leicht polar. Das erklärt, warum sich Cyanwasserstoff so gut in Wasser löst und dort in geringem Maß Protonen abgeben kann, also als Säure wirkt. Der Aufbau des kleinen Moleküls ist damit der Schlüssel zu praktisch allen Eigenschaften, die in den folgenden Abschnitten besprochen werden.
Bemerkenswert ist, wie viel Wirkung in einem so einfachen Molekül steckt: Nur drei Atome, eine Dreifachbindung und ein freies Elektronenpaar genügen, um sowohl das Säureverhalten als auch die Reaktionsfreudigkeit gegenüber anderen Stoffen zu erklären. Für die Schulchemie lohnt es sich deshalb, den Bau von HCN wirklich zu verinnerlichen, denn er taucht als roter Faden in allen weiteren Kapiteln zu Blausäure und Cyaniden wieder auf.
Physikalische Eigenschaften
Blausäure ist eine farblose bis leicht gelbliche Flüssigkeit, die schon bei etwa 26 °C siedet und deshalb sehr leicht in die Gasphase übergeht. Sie ist in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar und riecht typisch nach Bittermandeln, ein Geruch, den viele Menschen aber genetisch bedingt gar nicht wahrnehmen.
Der niedrige Siedepunkt ist für das Verständnis besonders wichtig: Weil reine Blausäure knapp über Raumtemperatur siedet, verdampft sie sehr schnell und bildet Cyanwasserstoff-Gas. Das erklärt, warum der Stoff in der Chemie als besonders gefährlich gilt und ausschließlich unter strengen Sicherheitsvorkehrungen in Fachlaboren gehandhabt wird.
Dass ein Teil der Menschen den Bittermandel-Geruch nicht riechen kann, ist mehr als eine Kuriosität: Der Geruch taugt deshalb nicht als verlässliches Warnsignal. In der Sicherheitschemie wird daher betont, dass man sich niemals auf die eigene Nase verlassen darf, sondern auf Messtechnik und Schutzmaßnahmen.
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Aussehen | farblos bis leicht gelblich |
| Siedepunkt | etwa +26 °C |
| Schmelzpunkt | etwa −13 °C |
| Löslichkeit in Wasser | in jedem Verhältnis mischbar |
| Geruch | Bittermandel (nicht von allen wahrnehmbar) |
Schwache Säure und ihre Cyanide
Blausäure ist eine schwache Säure mit einem pKs-Wert von etwa 9,2. Sie gibt in Wasser nur wenige Protonen ab und ist so schwach, dass sie sogar von der Kohlensäure aus ihren Salzen verdrängt werden kann. Diese Salze heißen Cyanide.
Beim Lösen in Wasser gibt Blausäure ein Proton ab und es entsteht das Cyanid-Ion (CN⁻). Weil dieses Gleichgewicht weit auf der Seite der undissoziierten Säure liegt, bleibt der Anteil freier Protonen klein, das ist genau die Definition einer schwachen Säure. Zum Vergleich: Salzsäure oder Salpetersäure geben ihr Proton praktisch vollständig ab und gelten deshalb als starke Säuren.
Die Salze: Cyanide
Neutralisiert man Blausäure mit einer Lauge, entstehen ihre Salze, die Cyanide. Die bekanntesten sind Kaliumcyanid (umgangssprachlich Zyankali) und Natriumcyanid. Chemisch weist man Cyanide über die Bildung des tiefblauen Farbstoffs Berliner Blau nach, derselben Verbindung, die der Blausäure ihren Namen gegeben hat.
| Säure | Säurestärke | pKs (etwa) |
|---|---|---|
| Blausäure (HCN) | sehr schwach | 9,2 |
| Kohlensäure (H₂CO₃) | schwach | 6,4 |
| Flusssäure (HF) | mittelschwach | 3,2 |
| Salpetersäure (HNO₃) | stark | −1,4 |
Ein häufiges Missverständnis: Wer schwache Säure hört, denkt an harmlos. Bei der Blausäure sind Säurestärke und Giftigkeit aber völlig getrennte Eigenschaften. Sie ist chemisch eine schwache Säure und zugleich ein hochgefährlicher Stoff. Der Grund für die Giftigkeit liegt nicht im Protonenverhalten, sondern im Cyanid-Ion, wie der Abschnitt zur Wirkung zeigt.
Vorkommen und Namensherkunft
In der Natur kommt Blausäure gebunden als cyanogenes Glykosid vor, vor allem als Amygdalin. Es steckt in bitteren Mandeln, in den Kernen von Aprikosen und Pfirsichen sowie in Leinsamen und Maniok. Erst beim Zerkleinern wird enzymatisch Blausäure freigesetzt.
Das erklärt, warum bittere Mandeln und rohe Aprikosenkerne in größeren Mengen als gesundheitlich bedenklich gelten. Solange das Amygdalin unverändert bleibt, ist keine Blausäure frei; erst durch Kauen oder Zerkleinern und die Wirkung bestimmter Enzyme entsteht sie. In der Lebensmittelchemie sind für viele dieser Produkte deshalb Höchstmengen festgelegt.
Der Name geht auf das Pigment Berliner Blau zurück, aus dem Chemiker die Substanz im 18. Jahrhundert erstmals gewannen. Aus dieser blauen Farbe leitet sich sowohl der deutsche Name Blausäure als auch die griechischstämmige Vorsilbe Cyan ab. So verbindet ein einziges historisches Experiment die Begriffe Blausäure, Cyanwasserstoff und Cyanid, die im Chemieunterricht oft nebeneinanderstehen.
Verwendung in der Industrie
Blausäure und Cyanide sind wichtige Ausgangsstoffe der chemischen Industrie. Aus Cyanwasserstoff werden zum Beispiel Zwischenprodukte für Kunststoffe, Fasern und Pflanzenschutzmittel hergestellt. Wegen der hohen Giftigkeit geschieht das ausschließlich in geschlossenen Anlagen unter strengen Auflagen.
Zu den bekannten Folgeprodukten zählen Adiponitril, ein Vorprodukt für die Kunstfaser Nylon, sowie Acetoncyanhydrin, aus dem Kunststoffe wie Plexiglas entstehen. Auch die Aminosäure Methionin, ein wichtiger Zusatz in der Tierernährung, und Cyanurchlorid für Farbstoffe und Wirkstoffe gehen auf Cyanwasserstoff zurück. Für die Schulchemie reicht es, diese Anwendungen als Beispiele zu kennen; die eigentlichen Herstellungsverfahren gehören in die technische Chemie.
Wichtig ist die Einordnung: Blausäure wird nicht als Endprodukt verkauft, sondern als reaktiver Baustein direkt weiterverarbeitet. Sie ist ein Beispiel dafür, dass ein hochgiftiger Stoff unter kontrollierten industriellen Bedingungen einen festen Platz in der Wertschöpfung hat, während er außerhalb solcher Anlagen extrem gefährlich bleibt. Diese Doppelrolle macht Blausäure zu einem lehrreichen Fall für den verantwortungsvollen Umgang mit Gefahrstoffen.
Warum ist Blausäure so giftig?
Blausäure und Cyanide hemmen das Enzym Cytochrom-c-Oxidase in der Atmungskette der Mitochondrien. Dadurch können die Körperzellen den Sauerstoff nicht mehr verwerten, obwohl im Blut genug davon vorhanden ist. Man nennt diesen Zustand innere Erstickung.
In jeder Zelle läuft die Atmungskette ab, ein Prozess, bei dem aus Sauerstoff und Nährstoffen der Energieträger ATP entsteht. Ein zentrales Enzym dieser Kette ist die Cytochrom-c-Oxidase. Das Cyanid-Ion bindet an diese Stelle und blockiert sie. Die Kette bricht ab, die Zelle kann keine Energie mehr gewinnen. Weil dabei der eigentlich vorhandene Sauerstoff nicht genutzt werden kann, spricht man von einer histotoxischen, also gewebevergiftenden Wirkung.
Für den Chemieunterricht ist vor allem dieser Zusammenhang wichtig: Nicht die Säurestärke, sondern das Cyanid-Ion ist für die Giftigkeit verantwortlich. Deshalb sind auch die festen Cyanid-Salze wie Kaliumcyanid gefährlich, obwohl sie gar keine flüchtige Säure sind.
Blausäure und Cyanide sind hochgiftige Gefahrstoffe. Der sichere Umgang ist ausschließlich Fachpersonal in dafür ausgelegten Laboren vorbehalten und unterliegt strengen gesetzlichen Regeln. Dieser Artikel dient allein dem schulischen Verständnis der Chemie und ist keine Anleitung zum Umgang mit dem Stoff.
Historisch wurde die stark giftige Wirkung der Cyanide leider auch missbraucht, unter anderem im 20. Jahrhundert. Diese traurige Geschichte wird hier nur nüchtern benannt und gehört in den Geschichts- und Ethikunterricht; im Chemieunterricht steht das Verständnis des Wirkmechanismus im Vordergrund.
Karteikarten zur Blausäure
Sechs Karteikarten zu den wichtigsten Fakten über Blausäure, von der Summenformel bis zum Wirkmechanismus, ideal zur schnellen Wiederholung. Klicke auf eine Karte, um die Antwort zu sehen, und navigiere mit den Pfeilen durch das Set.
Hol dir den ganzen Lernzettel. Kostenlos!
- Lernzettel, Karteikarten & Lernplan freischalten
- Auf deinem Niveau, in deinem Tempo
- Über 40 Millionen Lernende dabei
Blausäure, das Wichtigste
Blausäure ist die wässrige Lösung von Cyanwasserstoff (HCN), eine farblose, flüchtige und stark giftige Flüssigkeit. Chemisch ist sie eine schwache Säure, ihre Salze sind die Cyanide. Ihre Giftigkeit beruht auf der Hemmung der Cytochrom-c-Oxidase, nicht auf der Säurestärke.
- Steckbrief: Cyanwasserstoff, Summenformel HCN, molare Masse 27 g/mol.
- Aufbau: lineares Molekül H−C≡N mit Dreifachbindung, daraus entsteht das Cyanid-Ion.
- Eigenschaften: farblos, siedet schon bei etwa 26 °C, Bittermandel-Geruch.
- Säure: schwache Säure (pKs etwa 9,2), Salze heißen Cyanide (z. B. Zyankali).
- Vorkommen: gebunden als Amygdalin in bitteren Mandeln und Aprikosenkernen.
- Wirkung: Hemmung der Cytochrom-c-Oxidase führt zur inneren Erstickung.
Häufige Fragen zur Blausäure
Blausäure ist die wässrige Lösung von Cyanwasserstoff mit der Summenformel HCN. Rein ist sie eine farblose, sehr flüchtige und stark giftige Flüssigkeit mit Bittermandel-Geruch. In Wasser wirkt sie als schwache Säure, ihre Salze heißen Cyanide.
Die Summenformel ist HCN. Das Molekül ist linear, mit einer Dreifachbindung zwischen Kohlenstoff und Stickstoff (H−C≡N). Die molare Masse beträgt etwa 27 g/mol.
Blausäure ist eine schwache Säure mit einem pKs-Wert von etwa 9,2. Sie ist so schwach, dass sie sogar von der Kohlensäure aus ihren Salzen verdrängt wird. Ihre Giftigkeit hat mit der Säurestärke nichts zu tun.
Blausäure und Cyanide hemmen das Enzym Cytochrom-c-Oxidase in der Atmungskette. Dadurch können die Zellen den Sauerstoff nicht mehr nutzen, obwohl im Blut genug davon vorhanden ist. Das nennt man innere Erstickung.
In der Natur ist Blausäure gebunden als cyanogenes Glykosid, vor allem als Amygdalin. Es steckt in bitteren Mandeln, in Aprikosen- und Pfirsichkernen, in Leinsamen und Maniok. Erst beim Zerkleinern wird sie freigesetzt.
Cyanide sind die Salze der Blausäure. Bekannte Beispiele sind Kaliumcyanid, umgangssprachlich Zyankali, und Natriumcyanid. Sie lassen sich über die Bildung von Berliner Blau nachweisen und sind ebenso giftig wie die Blausäure selbst.
Blausäure riecht typisch nach Bittermandeln. Ein erheblicher Teil der Menschen kann diesen Geruch aus genetischen Gründen jedoch nicht wahrnehmen. Der Geruch ist deshalb kein verlässliches Warnsignal.
Quellen
Der Artikel stützt sich auf chemische Standardquellen und ein etabliertes Chemie-Fachportal:
- Cyanwasserstoff. Wikipedia. de.wikipedia.org
- Cyanide. Wikipedia. de.wikipedia.org
- Seilnacht, Thomas: Blausäure (Cyanwasserstoff). seilnacht.com