Acetonitril

Physikalische Eigenschaften

Acetonitril ist eine farblose Flüssigkeit, die unter Normaldruck bei 81,65 °C siedet.^[23][24] Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log₁₀(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,27873, B = 1355,374 und C = −37,853 im Temperaturbereich von 288,3 bis 362,3 K^[25] bzw. mit A = 5,93296, B = 2345,829 und C = 43,815 im Temperaturbereich von 280,41 bis 300,53 K.^[26] Die Wärmekapazität beträgt bei 25 °C 91,96 J·mol⁻¹·K⁻¹ bzw. 2,23 J·g⁻¹·K⁻¹.^[27]

Es bildet mit Wasser ein azeotropes Gemisch aus 83,7 Gew.-% Acetonitril zu 16,3 Gew.-% Wasser und einem Siedepunkt von 76,5 °C, 5,5 K unter dem Siedepunkt von reinem Acetonitril.^[28] Die Verbindung bildet mit einer Reihe von organischen Lösungsmitteln azeotrop siedende Gemische. Die azeotropen Zusammensetzungen und Siedepunkte finden sich in der folgenden Tabelle. Keine Azeotrope werden mit Ethylbenzol, Xylole, n-Butanol, Isobutanol, Chloroform, Aceton, Diethylether, Dioxan, Methylacetat, Dimethylformamid, Essigsäure und Pyridin gebildet.^[29]

Chemische Eigenschaften

Acetonitril hydrolysiert in Gegenwart von Säuren und Basen zu Essigsäure und Ammoniak. Je nach Säure- bzw. Basenkonzentration kann die Reaktion stark exotherm verlaufen.^[30]

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CN+2\,H_{2}O+HCl\rightarrow CH_{3}COOH+NH_{4}Cl} }$

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}CN+H_{2}O+NaOH\rightarrow CH_{3}COONa+NH_{3}} }$

Bei Kontakt mit Schwefelsäure kann oberhalb von 50 °C eine sich selbst beschleunigende, stark exotherme bis explosionsartige Reaktion auftreten, deren Ursache eine Polymerisation des Acetonitrils ist.^[1][31] Die Mischungen mit rauchender Salpetersäure oder Perchlorsäure sind hoch explosiv.^[32][33]

Die Methyl-Gruppe des Acetonitril-Moleküls besitzt CH-Acidität und kann durch diverse Basen (hier als B⁻ dargestellt) deprotoniert werden, wobei ein resonanzstabilisiertes Carbanion gebildet wird. Dies ist beispielsweise mit Natriummethylat, Natriumbis(trimethylsilyl)amid oder mit n-Butyllithium möglich.^[34][35]

Durch Reaktion mit tert-Butyllithium in Diethylether bei −78 °C erfolgt eine doppelte Deprotonierung.^[35] In Folgereaktionen kann das Dimer Diacetonitril^[36] oder das Trimer 4-Amino-2,6-dimethylpyrimidin^[37] gebildet werden.

Acetonitril greift Gummi an und löst viele Polymere.

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Acetonitril bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei 2 °C.^[1] Der Explosionsbereich liegt zwischen 3,0 Vol.‑% (50 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 17 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG).^[1] Die Sauerstoffgrenzkonzentration liegt bei 25 °C bei 12,7 Vol%.^[38] Die Grenzspaltweite wurde mit 1,5 mm bestimmt.^[1] Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.^[1] Die Zündtemperatur beträgt 525 °C.^[39] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1. Die elektrische Leitfähigkeit ist mit 6·10⁻⁸ S·m⁻¹ eher gering.^[40]