ЦІАНІД КАЛІЮ (ККН): ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ, СТРУКТУРИ, РИЗИКИ, - ХІМІЯ - 2025

Ціанід калію являє собою неорганічну сполуку , що складається з іона калію До ⁺ і ціаніду іонів CN ^- . Його хімічна формула - KCN. Це біла кристалічна тверда речовина, надзвичайно отруйна.

KCN дуже розчинний у воді, і при розчиненні він гідролізується, утворюючи синильну кислоту або ціаністий водень HCN, який також дуже отруйний. Ціанід калію може утворювати складні солі із золотом та сріблом, саме тому він раніше використовувався для отримання цих дорогоцінних металів з певних мінералів.

Твердий ціаністий калій KCN. morienus (завантажено de: Benutzer: BXXXD з de: wiki). Джерело: Wikimedia Commons.

KCN використовується для покриття дешевих металів золотом та сріблом за допомогою електрохімічного процесу, тобто методу, при якому електричний струм пропускається через розчин, що містить сіль, що складається з дорогоцінного металу, ціаніду та калію.

З ціанідом калію, оскільки він містить ціанід, слід поводитися з великою обережністю, відповідними інструментами. Його ніколи не слід викидати у навколишнє середовище, оскільки він також дуже токсичний для більшості тварин і рослин.

Однак вивчаються методи, які використовують звичайні водорості для видалення ціаніду калію з води, забрудненої низькими його концентраціями.

Будова

KCN - іонна сполука, що складається з катіона K ⁺ калію та аніона CN ^- ціаніду . При цьому атом вуглецю приєднується до атома азоту потрійним ковалентним зв’язком.

Хімічна структура цианіду калію KCN. Капаччо. Джерело: Wikimedia Commons.

У твердому ціаністі калію CN ^- аніон може вільно обертатися, тому він веде себе як сферичний аніон, як наслідок, кристал KCN має кубічну структуру, схожу на структуру хлориду калію KCl.

KCN кристалічна структура. Benjah-bmm27. Джерело: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- Ціаністий калій

- Ціаністий калій

- Ціанокалій

Властивості

Фізичний стан

Біле кристалічне тверде речовина. Кубічні кристали.

Молекулярна маса

65.116 г / моль.

Точка плавлення

634,5 ° C

Точка кипіння

1625 ° С.

Щільність

1,55 г / см ³ при 20 ° С.

Розчинність

Дуже розчинний у воді: 716 г / л при 25 ° С та 100 г / 100 мл води при 80 ° С. Слабо розчинний у метанолі: 4,91 г / 100 г метанолу при 19,5 ° С. Дуже слабо розчинний у етанолі: 0,57 г / 100 г етанолу при 19,5 ° С.

рН

Водний розчин 6,5 г KCN ​​в 1 л води має pH 11,0.

Постійна гідроліз

KCN дуже розчинний у воді. Коли він розчиняється, ціанід-іон CN ^- який бере протон Н ⁺ з води з утворенням синильної кислоти HCN та звільняє OH ^- іон :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Константа гідролізу вказує на тенденцію, з якою здійснюється зазначена реакція.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

Водні розчини KCN виділяють цианід водню HCN у навколишнє середовище при нагріванні вище 80 ° C.

Хімічні властивості

Він не горючий, але при нагріванні твердого KCN до розкладання він викидає дуже токсичні гази ціаністого водню HCN, оксидів азоту NO _x , оксиду калію K ₂ O та оксиду вуглецю CO.

KCN реагує з солями золота з утворенням ауроціаніду калію KAu (CN) ₂ та ауроціаніду калію KAu (CN) ₄ . Це безбарвні складні солі. З металом срібла Ag KCN утворює аргентоціанід калію KAg (CN) ₂ .

Ціанідний іон KCN реагує з певними органічними сполуками, які мають галогени (наприклад, хлор або бром) і займає своє місце. Наприклад, він реагує з бромооцтовою кислотою, отримуючи ціанооцтову кислоту.

Інші властивості

Він гігроскопічний, вбирає вологу з навколишнього середовища.

Він має м'який гіркий мигдальний запах, але такий виявляється не у всіх людей.

Отримання

KCN готують шляхом взаємодії гідроксиду калію KOH у водному розчині з ціаністим воднем HCN. Його також отримують при нагріванні фероціаніду калію K ₄ Fe (CN) ₆ :

K ₄ Fe (CN) ₆ → 4 KCN + 2 C + N ₂ ↑ + Fe

Використання при гальваніці металів

Застосовується в процесі покриття малоцінних металів золотом і сріблом. Це електролітичний процес, тобто електрику пропускають через водний розчин з відповідними солями.

Срібло

Аргентоціанід калію KAg (CN) _{2 використовується} для покриття дешевших металів сріблом (Ag).

Вони поміщаються у водний розчин аргентоціаніду калію KAg (CN) ₂ , де анод або позитивний полюс - це брусок чистого срібла (Ag), а катод або негативний полюс - це дешевий метал, який потрібно покрити сріблом.

Коли електричний струм проходить через розчин, срібло осідає на іншому металі. При використанні ціанідних солей шар срібла осаджується більш тонким, компактним і адгезійним способом, ніж у розчинах інших сполук.

Деякі ювелірні вироби покриті сріблом за допомогою солей KCN. Автор: StockSnap. Джерело: Pixabay.

Золото

Аналогічно у випадку із золотом (Au), ауроціанід калію KAu (CN) ₂ та ауроціанід калію KAu (CN) ₄ використовуються для електролітичного позолочення інших металів.

Позолочені електричні з'єднувачі, можливо, використовують солі KCN. Cjp24. Джерело: Wikimedia Commons.

Інші види використання

Ось кілька інших цілей використання ціаніду калію.

- Для промислового процесу затвердіння сталі азотуванням (додаванням азоту).

- Для очищення металів.

- У процесах друку та фотографії.

- Раніше його використовували для видобутку золота і срібла з мінералів, що їх містять, але пізніше його замінили ціанідом натрію NaCN, який є менш дорогим, хоча і однаково токсичним.

- Як інсектицид для фумігації дерев, човнів, залізничних вагонів та складів.

- Як реагент в аналітичній хімії, тобто робити хімічний аналіз.

- готувати інші хімічні сполуки, такі як барвники та барвники.

Видобуток золота в Південній Африці в 1903 р. За допомогою KCN призводив до смертельного забруднення навколишнього середовища. Аргілл, Джон Дуглас Сазерленд Кемпбелл, герцог 1845-1914 рр .; Кресвік, Луї. Джерело: Wikimedia Commons.

Ризики

KCN - дуже отруйна сполука для тварин та більшості рослин та мікроорганізмів. Це класифікується як супертоксичний. Це летально навіть у дуже малих кількостях.

Його шкідливий вплив може відбуватися при вдиханні, контакті зі шкірою чи очима або прийомі всередину. Він гальмує багато обмінні процеси, особливо білки крові, які беруть участь у транспорті кисню, наприклад, гемоглобін.

Він впливає на органи або системи, які найбільш чутливі до дефіциту кисню, такі як центральна нервова система (мозок), серцево-судинна система (серце і судини) та легені.

Ціанід калію - отрута. Автор: Clker-Free-Vector-Images Джерело: Pixabay.

Механізм дії

KCN заважає здатності організму використовувати кисень.

Цианід-іон CN ^- KCN має високу спорідненість до іона заліза Fe ³⁺ , а це означає, що при поглинанні ціаніду він швидко реагує на Fe ³⁺ у крові та тканинах.

Таким чином він перешкоджає клітинам дихати, які вступають у стан нестачі кисню, оскільки, хоча вони намагаються дихати, вони не можуть ним користуватися.

Потім настає минуще стан гіперапнеї (призупинення дихання) і головний біль, і нарешті смерть від зупинки дихання.

Додаткові ризики

При нагріванні він виділяє дуже токсичні гази, такі як HCN, оксиди азоту NO _x , оксид калію K ₂ O та оксид вуглецю CO.

При контакті з вологою він виділяє HCN, який є легкозаймистим і дуже токсичним.

KCN також дуже отруйний для водних організмів. Її ніколи не слід утилізувати у навколишнє середовище, оскільки може траплятися забруднення вод, де живуть тварини та риба.

Однак є бактерії, що виробляють ціанід, такі як Chromobacterium violaceum та деякі види синьогнійної палички.

Останні дослідження

Дослідники встановили, що зелені водорості Chlorella vulgaris можна використовувати для лікування води, забрудненої ціанідом калію KCN у низьких концентраціях.

Водорості змогли ефективно видалити KCN, оскільки це в малих кількостях стимулювало ріст водоростей, оскільки вона активувала внутрішній механізм протистояння токсичності KCN.

Це означає, що водорості Chlorella vulgaris мають потенціал для видалення ціаніду і що це може бути ефективним методом біологічної обробки забруднення ціанідом.

Зображення водорості Chlorella vulgaris спостерігається під мікроскопом. ja: Користувач: NEON / Користувач: NEON_ja. Джерело: Wikimedia Commons.

Список літератури

1. Національна медична бібліотека США. (2019). Ціанід калію. Національний центр інформації про біотехнології. Відновлено з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Coppock, RW (2009). Загрози дикій природі агентами хімічної війни. У посібнику з токсикології засобів хімічної війни. Відновлено з sciencedirect.com.
3. Лю, Q. (2017). Оцінка видалення ціаніду калію та його токсичності в зелених водоростях (Chlorella vulgaris). Bull Environment забруднює токсиколь. 2018 рік; 100 (2): 228-233. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.
4. Національний інститут охорони праці (NIOSH). (2011 р.). Ціанід калію: системний агент. Відновлено з cdc.gov.
5. Альварадо, LJ та ін. (2014). Відкриття, будова та функціонування рибовичка. Синтез урацилу. В методах ензимології. Відновлено з sciencedirect.com.