Acétonitrile

L'acétonitrile, ou cyanure de méthyle, est un composé chimique de formule CH₃CN. Ce liquide incolore, d'odeur sucrée, est le nitrile organique le plus simple, et très souvent utilisé en tant que solvant.

Acétonitrile

Identification

Nom UICPA

acétonitrile[1]

Nom systématique

éthanenitrile[1]

Synonymes

cyanure de méthyle
cyanométhane

N^o CAS

75-05-8

N^o ECHA

100.000.760

N^o CE

200-835-2

N^o RTECS

AL7700000

SMILES

InChI

Apparence

liquide incolore, d'odeur caractéristique[2]

Propriétés chimiques

Formule

C₂H₃N [Isomères]

Masse molaire[3]

41,051 9 ± 0,002 g/mol
C 58,51 %, H 7,37 %, N 34,12 %,

Moment dipolaire

3,925 19 D [4]

Diamètre moléculaire

0,436 nm [5]

Propriétés physiques

T° fusion

−46 °C[2]

T° ébullition

82 °C[2];81,6 °C (760 mmHg)[6]

Solubilité

Miscible avec l'acétone, l'acétate d'éthyle, l'acétate de méthyle, le benzène, le chloroforme, le chlorure d'éthylène, l'eau, l'éthanol, l'éther diéthylique, le méthanol, les solutions d'acétamide, le tétrachlorure de carbone, de nombreux hydrocarbures insaturés; immiscible avec les hydrocarbures saturés[6]

Paramètre de solubilité δ

24,3 MPa^1/2 (25 °C)[7]

Masse volumique

0,8 g·cm^-3[2]

équation[8] : $\rho =1.3064/0.22597^{(1+(1-T/545.5)^{0.28678})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 229,32 à 545,5 K.
Valeurs calculées :
0,77667 g·cm^-3 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
229,32	−43,83	20,628	0,84684
250,4	−22,75	20,11988	0,82598
260,94	−12,21	19,86123	0,81536
271,48	−1,67	19,59911	0,8046
282,02	8,87	19,33331	0,79369
292,56	19,41	19,06357	0,78262
303,1	29,95	18,78963	0,77137
313,63	40,48	18,51118	0,75994
324,17	51,02	18,22788	0,74831
334,71	61,56	17,93935	0,73646
345,25	72,1	17,64516	0,72439
355,79	82,64	17,34482	0,71206
366,33	93,18	17,03775	0,69945
376,87	103,72	16,7233	0,68654
387,41	114,26	16,40071	0,6733

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
397,95	124,8	16,06908	0,65968
408,49	135,34	15,72733	0,64565
419,03	145,88	15,37418	0,63116
429,57	156,42	15,00804	0,61612
440,11	166,96	14,62693	0,60048
450,65	177,5	14,22836	0,58412
461,19	188,04	13,80905	0,5669
471,72	198,57	13,36464	0,54866
482,26	209,11	12,889	0,52913
492,8	219,65	12,37318	0,50796
503,34	230,19	11,80312	0,48455
513,88	240,73	11,1545	0,45793
524,42	251,27	10,3781	0,42605
534,96	261,81	9,33926	0,3834
545,5	272,35	5,781	0,23733

Graphique P=f(T)

T° d'auto-inflammation

524 °C[2]

Point d’éclair

12,8 °C (coupelle fermée)[2]

Limites d’explosivité dans l’air

3,0–16 %vol[2]

Pression de vapeur saturante

à 20 °C : 9,7 kPa[2]

équation[8] : $P_{vs}=exp(58.302+{\frac {-5385.6}{T}}+(-5.4954)\times ln(T)+(5.3634E-6)\times T^{2})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 229,32 à 545,5 K.
Valeurs calculées :
12 146,63 Pa à 25 °C.

T (K)	T (°C)	P (Pa)
229,32	−43,83	186,94
250,4	−22,75	879
260,94	−12,21	1 719,59
271,48	−1,67	3 176,73
282,02	8,87	5 580,12
292,56	19,41	9 374,78
303,1	29,95	15 139,7
313,63	40,48	23 604,49
324,17	51,02	35 663,55
334,71	61,56	52 387,48
345,25	72,1	75 031,73
355,79	82,64	105 043,02
366,33	93,18	144 063,87
376,87	103,72	193 936,01
387,41	114,26	256 703,42

T (K)	T (°C)	P (Pa)
397,95	124,8	334 615,66
408,49	135,34	430 132,36
419,03	145,88	545 929,38
429,57	156,42	684 907,33
440,11	166,96	850 202,99
450,65	177,5	1 045 204,02
461,19	188,04	1 273 567,51
471,72	198,57	1 539 242,62
482,26	209,11	1 846 497,67
492,8	219,65	2 199 952,24
503,34	230,19	2 604 614,34
513,88	240,73	3 065 923,3
524,42	251,27	3 589 798,74
534,96	261,81	4 182 696,1
545,5	272,35	4 851 700

Viscosité dynamique

0.345 cP à 25 °C

Point critique

48,3 bar, 274,75 °C [9]

Thermochimie

C_p

équation[8] : $C_{P}=(9.7582E4)+(-122.20)\times T+(0.34085)\times T^{2}$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 229,32 à 354,75 K.
Valeurs calculées :
91,447 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
229,32	−43,83	87 480	2 131
237	−36,15	87 766	2 138
241	−32,15	87 929	2 142
246	−27,15	88 148	2 147
250	−23,15	88 335	2 152
254	−19,15	88 533	2 157
258	−15,15	88 743	2 162
262	−11,15	88 963	2 167
266	−7,15	89 194	2 173
271	−2,15	89 498	2 180
275	1,85	89 754	2 186
279	5,85	90 020	2 193
283	9,85	90 298	2 200
287	13,85	90 586	2 207
292	18,85	90 962	2 216

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
296	22,85	91 275	2 223
300	26,85	91 599	2 231
304	30,85	91 933	2 239
308	34,85	92 279	2 248
312	38,85	92 635	2 256
317	43,85	93 096	2 268
321	47,85	93 477	2 277
325	51,85	93 869	2 287
329	55,85	94 272	2 296
333	59,85	94 686	2 306
338	64,85	95 218	2 319
342	68,85	95 657	2 330
346	72,85	96 106	2 341
350	76,85	96 566	2 352
354,75	81,6	97 130	2 366

P=f(T)

équation[10] : $C_{P}=(36.947)+(2.2085E-2)\times T+(1.4661E-4)\times T^{2}+(-1.5012E-7)\times T^{3}+(4.3482E-11)\times T^{4}$
Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
52,929 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
100	−173,15	40 476	986
193	−80,15	45 652	1 112
240	−33,15	48 761	1 188
286	12,85	52 034	1 268
333	59,85	55 550	1 353
380	106,85	59 179	1 442
426	152,85	62 788	1 529
473	199,85	66 484	1 620
520	246,85	70 146	1 709
566	292,85	73 657	1 794
613	339,85	77 137	1 879
660	386,85	80 478	1 960
706	432,85	83 591	2 036
753	479,85	86 591	2 109
800	526,85	89 394	2 178

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
846	572,85	91 939	2 240
893	619,85	94 330	2 298
940	666,85	96 513	2 351
986	712,85	98 451	2 398
1 033	759,85	100 241	2 442
1 080	806,85	101 854	2 481
1 126	852,85	103 280	2 516
1 173	899,85	104 609	2 548
1 220	946,85	105 837	2 578
1 266	992,85	106 978	2 606
1 313	1 039,85	108 120	2 634
1 360	1 086,85	109 285	2 662
1 406	1 132,85	110 497	2 692
1 453	1 179,85	111 863	2 725
1 500	1 226,85	113 420	2 763

PCS

1 247,2 kJ·mol^-1 (25 °C, liquide)[11]

Propriétés électroniques

1^re énergie d'ionisation

12,20 ± 0,01 eV (gaz)[12]

Propriétés optiques

Indice de réfraction

{\textit {n}}_{D}^{25}

1,341 [5]

Précautions

SGH[13]

Danger

H225, H312, H319, H332, P210, P280, P301+P312+P330, P302+P352+P312, P304+P340+P312 et P305+P351+P338

SIMDUT[14]

B2, D1A, D2B,

NFPA 704

Symbole NFPA 704

Transport[15]

33
1648

Écotoxicologie

LogP

-0,3[2]

Seuil de l’odorat

bas : 40 ppm
haut : 1 161 ppm[16]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Production et applications industrielles

L'acétonitrile est obtenu comme sous-produit de la production de l'acrylonitrile, c'est pourquoi la tendance à la production d'acétonitrile suit généralement celle de l'acrylonitrile. Les plus grands producteurs de cette molécule aux États-Unis sont INEOS, DuPont, J.T. Baker Chemical, et Sterling Chemicals. En 1992, 14 700 tonnes d'acetonitrile ont été produits aux États-Unis. En 2008, la crise économique ayant entrainé une baisse soudaine de la demande en fibres et résines acryliques, la production d'acrylonitrile et d'acétonitrile a chuté et le prix de l'acétonitrile a été multiplié par 15 en quelques mois[17]. L'acétonitrile est utilisé comme solvant, notamment dans l'industrie pharmaceutique, mais également comme intermédiaire réactionnel dans la production de bon nombre de substances chimiques des pesticides aux parfums.

Usages en laboratoire

C'est un solvant de choix pour tester une réaction chimique inconnue. Il est polaire, et son domaine liquide est assez étendu ce qui le rend commode. Il dissout une large gamme de composés sans encombre, conséquemment à la présence de protons non acides. L'acétone présente les mêmes propriétés mais elle est plus acide et plus réactive envers les bases et les nucléophiles. En chimie inorganique, l'acétonitrile est très employé comme ligand, abrégé MeCN. On l'utilise par exemple sous la forme PdCl₂(MeCN)₂ préparé en chauffant à reflux du dichlorure de palladium dans l'acétonitrile. C'est un solvant commun en voltampérométrie cyclique en raison de sa constante diélectrique relativement élevée. L'acétonitrile est aussi souvent utilisée en chromatographie en phase liquide, où il sert de phase mobile pour la séparation de molécules.

Précautions

Il est nocif et inflammable. Il peut pénétrer par voie orale, cutanée ou par inhalation. Il est métabolisé en acide cyanhydrique et thiocyanate.

Détection dans des disques circumstellaires

En avril 2015, des astronomes utilisant ALMA annoncent la détection de grandes quantités d'acétonitrile dans le disque protoplanétaire entourant la jeune étoile MWC 480.

Liens externes

Notes et références

Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book), Cambridge, The Royal Society of Chemistry, 2014 (ISBN 978-0-85404-182-4, DOI 10.1039/9781849733069-FP001), p. 902
ACETONITRILE, Fiches internationales de sécurité chimique
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
(en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
« ACETONITRILE » dans la base de données Hazardous Substances Data Bank, consulté le 16 juillet 2012
(en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 0387690026, lire en ligne), p. 294
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
« Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 0-88415-857-8)
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press, 18 juin 2002, 83^e éd., 2664 p. (ISBN 0849304830, présentation en ligne), p. 5-89
(en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 10-205
Fiche Sigma-Aldrich du composé Acetonitrile, consultée le 10 août 2020.
« Acétonitrile » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
Entrée « Acetonitrile » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 10 août 2020 (JavaScript nécessaire)
« Acetonitrile », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)
Chemistry World Vol. 6 No. 1, janvier 2009, p. 18.

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