Acétonitrile

L'acétonitrile, ou cyanure de méthyle, est un composé organique 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
No CAS	75-05-8
No ECHA	100.000.760
No CE	200-835-2
No RTECS	AL7700000
SMILES	CC#N PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/C2H3N/c1-2-3/h1H3 Std. InChIKey : WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N
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 MPa1/2 (25 °C)[7]
Masse volumique	0,8 g cm−3[2] équation[8] : ${\displaystyle \rho =1.3064/0.22597^{(1+(1-T/545.5)^{0.28678})}}$ 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
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] : ${\displaystyle P_{vs}=exp(58.302+{\frac {-5385.6}{T}}+(-5.4954)\times ln(T)+(5.3634E-6)\times T^{2})}$ 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
S0liquide, 1 bar	149,62 J K−1 mol−1[10]
Cp	équation[8] : ${\displaystyle C_{P}=(9.7582E4)+(-122.20)\times T+(0.34085)\times T^{2}}$ 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) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 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) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 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 équation[11] : ${\displaystyle C_{P}=(36.947)+(2.2085E-2)\times T+(1.4661E-4)\times T^{2}+(-1.5012E-7)\times T^{3}+(4.3482E-11)\times T^{4}}$ 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) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 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) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 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)[12]
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	12,20 ± 0,01 eV (gaz)[13]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle {\textit {n}}_{D}^{25}}$ 1,341[5]
Précautions
SGH[14]
Danger H225, H312, H319, H332, P210, P280, P301+P312+P330, P302+P352+P312, P304+P340+P312 et P305+P351+P338 H225 : Liquide et vapeurs très inflammables H312 : Nocif par contact cutané H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H332 : Nocif par inhalation P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P301+P312+P330 : En cas d'ingestion : appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin en cas de malaise. Rincer la bouche. P302+P352+P312 : En cas de contact avec la peau : laver abondamment à l’eau. Appeler un CENTRE ANTIPOISON/un médecin en cas de malaise. P304+P340+P312 : En cas d'inhalation : transporter la personne à l’extérieur et la maintenir dans une position où elle peut confortablement respirer. Appeler un CENTRE ANTIPOISON/un médecin en cas de malaise. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.
SIMDUT[15]
B2, D1A, D2B, B2 : Liquide inflammable point d'éclair = 5,66 °C coupelle fermée méthode Tag D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (souris) = 1 346 ppm D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques irritation des yeux chez l'animal Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
3 2 0
Transport[16]
33    1648    Code Kemler : 33 : matière liquide très inflammable (point d'éclair inférieur à 23 °C) Numéro ONU : 1648 : ACÉTONITRILE Classe : 3 Code de classification : F1 : Matières solides inflammables, sans danger subsidiaire, organiques ; Étiquette : 3 : Liquides inflammables Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Écotoxicologie
LogP	−0,3[2]
Seuil de l’odorat	bas : 40 ppm haut : 1 161 ppm[17]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Production, applications industrielles, économie et histoire

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'acétonitrile ont été produites 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 quinze en quelques mois^[18]. 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^[19].

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^[20].

Liens externes

• WebBook page for C₂H₃N
• International Chemical Safety Card 0088
• National Pollutant Inventory - Acetonitrile fact sheet
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• Fiche MSDS, sur acros.be

Notes et références

1. 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.
2. ACETONITRILE, Fiches internationales de sécurité chimique
3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 9-50.
5. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, Angleterre, John Wiley & Sons, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1).
6. « Acetonitrile » dans la base de données Hazardous Substances Data Bank (consulté le 16 juillet 2012).
7. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 0387690026, lire en ligne), p. 294.
8. (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50.
9. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010).
10. (en) « Acetonitrile » , sur NIST.
11. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub., 1996 (ISBN 0-88415-857-8).
12. (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.
13. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 10-205.
14. Fiche Sigma-Aldrich du composé Acetonitrile, consultée le 10 août 2020.
15. « 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.
16. 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).
17. « Acetonitrile », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009).
18. Chemistry World, vol. 6, n^o 1, janvier 2009, p. 18.
19. « Fiche complète pour Acétonitrile - CNESST », sur reptox.cnesst.gouv.qc.ca (consulté le 2 août 2023).
20. « Des molécules organiques complexes découvertes dans un jeune système stellaire - Et si les briques élémentaires de la chimie de la vie étaient universelles ? », sur eso.org (consulté le 2 août 2023).

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