Knallsäure

Freie Knallsäure, auch als Fulminsäure bezeichnet, ist ein giftiges, zersetzliches Gas von durchdringendem Geruch mit der Summenformel HCNO. Sie ist chemisch betrachtet ein Oxid der Blausäure und ist isomer zu Cyansäure und Isocyansäure.

Strukturformel
Mesomere Grenzstrukturen der Knallsäure
Allgemeines
Name	Knallsäure
Andere Namen	Formonitriloxid Fulminsäure
Summenformel	HCNO
Kurzbeschreibung	giftiges, leicht zersetzliches Gas[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 51060-05-0 506-85-4 PubChem 521293 ChemSpider 454715 Wikidata Q45143
Eigenschaften
Molare Masse	43,03 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[2]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Geschichte und Struktur

Justus Liebig entdeckte die Knallsäure 1824 und formulierte sie als H₂C₂N₂O₂. Die isomere Cyansäure fand Friedrich Wöhler ein Jahr später. Roland Scholl ermittelte 1891 die Struktur durch Reaktionen, in denen sich Knallsäure zu Derivaten der Cyansäure umlagert. Weiterhin erwies ihre Spaltung in Ameisensäure und Hydroxylamin scheinbar den Oxim-Charakter (Kohlenstoffmonoxid-Oxim) der Knallsäure als HONC und widersprach der von Kekule postulierten Form O₂NCH₂CN, des Nitroacetonitrils.^[3] Neuere Strukturuntersuchungen zeigten dann den linearen Aufbau des Moleküls als HCNO (analog zur Blausäure HCN), mit einer C-N-Dreifachbindung, wohingegen die isomere Isoknallsäure (HONC)^{[S 1]} gewinkelt ist.^[4]

Darstellung

Knallsäure lässt sich durch Behandeln einer wässrigen Lösung von Natriumfulminat^{[S 2]} mit halbkonzentrierter Schwefelsäure unter Eiskühlung herstellen.^[5] Eine andere Möglichkeit besteht in der Flash-Pyrolyse von 3-Methyl-4,5-isoxazoldion-4-oxim.^{[6][S 3]}

Eigenschaften

Knallsäure ist isomer zur Isoknallsäure (HONC),^{[S 1]} zur Cyansäure (HOCN) und zur Isocyansäure (HNCO). Die farblose, giftige Knallsäure ist nur bei niedrigen Temperaturen stabil und polymerisiert leicht zu Diisocyansäure. Die Salze der Knallsäure werden Fulminate genannt.^[7]

Verwendung

Für die freie Säure ist keine industrielle Verwendung bekannt. Fulminate wie das Quecksilberfulminat (Knallquecksilber) und Silberfulminat (Knallsilber) finden durch ihre hohe Explosivität als Initialzünder für andere Explosivstoffe Verwendung.^[7]