ЦИАНИД КАЛИЯ (KCN): СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, СТРУКТУРА, РИСКИ. - ХИМИЯ - 2026

Цианид калия представляет собой неорганическое соединение , состоящее из иона калия К ⁺ и цианида ионов CN ^- . Его химическая формула - KCN. Это белое кристаллическое вещество, чрезвычайно ядовитое.

KCN хорошо растворяется в воде и при растворении гидролизуется с образованием синильной кислоты или цианистого водорода HCN, который также очень ядовит. Цианид калия может образовывать сложные соли с золотом и серебром, поэтому раньше он использовался для извлечения этих драгоценных металлов из определенных минералов.

Цианид калия твердый KCN. morienus (загружено de: Benutzer: BXXXD с de: wiki). Источник: Wikimedia Commons.

KCN используется для покрытия дешевых металлов золотом и серебром с помощью электрохимического процесса, то есть метода, при котором электрический ток пропускается через раствор, содержащий соль, состоящую из драгоценного металла, цианида и калия.

С цианидом калия, поскольку он содержит цианид, следует обращаться с большой осторожностью и подходящими инструментами. Его никогда не следует выбрасывать в окружающую среду, поскольку он также очень токсичен для большинства животных и растений.

Однако методы, в которых используются обычные водоросли для удаления цианида калия из вод, загрязненных его низкими концентрациями, изучаются.

Структура

KCN - это ионное соединение, состоящее из катиона калия K ⁺ и аниона цианида CN ^- . В этом случае атом углерода присоединен к атому азота тройной ковалентной связью.

Химическая структура цианида калия KCN. Капаччио. Источник: Wikimedia Commons.

В твердом цианиде калия анион CN ^- может свободно вращаться, поэтому он ведет себя как сферический анион, вследствие чего кристалл KCN имеет кубическую структуру, аналогичную структуре хлорида калия KCl.

Кристаллическая структура KCN. Бендж-bmm27. Источник: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- Цианистый калий

- Цианистый калий

- Цианокалий

свойства

Физическое состояние

Белое кристаллическое твердое вещество. Кубические кристаллы.

Молекулярный вес

65,116 г / моль.

Температура плавления

634,5 ° С

Точка кипения

1625 ° С.

плотность

1,55 г / см ³ при 20 ° С.

Растворимость

Хорошо растворим в воде: 716 г / л при 25 ° C и 100 г / 100 мл воды при 80 ° C. Слабо растворим в метаноле: 4,91 г / 100 г метанола при 19,5 ° C. Очень мало растворим в этаноле: 0,57 г / 100 г этанола при 19,5 ° C.

pH

Водный раствор 6,5 г KCN ​​в 1 л воды имеет pH 11,0.

Константа гидролиза

KCN хорошо растворяется в воде. При растворении цианид-ион CN ^- забирает протон H ⁺ из воды с образованием синильной кислоты HCN и высвобождает ион OH ^- :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Константа гидролиза указывает тенденцию, с которой осуществляется указанная реакция.

К _h = 2,54 х ^10-5

Водные растворы KCN выделяют цианистый водород HCN в окружающую среду при нагревании выше 80 ° C.

Химические свойства

Он не горюч, но когда твердый KCN нагревается до разложения, он выделяет очень токсичные газы, такие как цианистый водород HCN, оксиды азота NO _x , оксид калия K ₂ O и оксид углерода CO.

KCN реагирует с солями золота, образуя авроцианид калия KAu (CN) ₂ и авроцианид калия KAu (CN) ₄ . Это бесцветные комплексные соли. С металлическим серебром Ag, KCN образует аргентоцианид калия KAg (CN) ₂ .

Цианид-ион KCN вступает в реакцию с некоторыми органическими соединениями, имеющими галогены (такими как хлор или бром), и занимает их место. Например, он реагирует с бромуксусной кислотой с образованием цианоуксусной кислоты.

Другие свойства

Он гигроскопичен, впитывает влагу из окружающей среды.

У него легкий запах горького миндаля, но его не у всех обнаруживают.

получение

KCN получают реакцией гидроксида калия KOH в водном растворе с цианистым водородом HCN. Его также получают нагреванием ферроцианида калия K ₄ Fe (CN) ₆ :

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

Использование в гальванике металлов

Используется при покрытии малоценных металлов золотом и серебром. Это электролитический процесс, то есть электричество пропускается через водный раствор с соответствующими солями.

Серебряный

Аргентоцианид калия KAg (CN) _{2 используется} для покрытия более дешевых металлов серебром (Ag).

Их помещают в водный раствор аргентоцианида калия KAg (CN) ₂ , где анод или положительный полюс представляет собой стержень из чистого серебра (Ag), а катод или отрицательный полюс - дешевый металл, который вы хотите покрыть серебром.

Когда через раствор проходит электрический ток, серебро осаждается на другом металле. При использовании цианидных солей слой серебра осаждается более тонким, более плотным и прочным образом, чем в растворах других соединений.

Некоторые украшения покрыты серебром с использованием солей KCN. Автор: StockSnap. Источник: Pixabay.

Золото

Аналогичным образом в случае золота (Au) для электролитического золочения других металлов используются ауроцианид калия KAu (CN) ₂ и ауроцианид калия KAu (CN) ₄ .

Позолоченные электрические разъемы, возможно, с использованием солей KCN. Cjp24. Источник: Wikimedia Commons.

Другое использование

Вот еще несколько вариантов использования цианида калия.

- Для промышленных процессов закалки стали азотированием (добавлением азота).

- Для очистки металлов.

- В полиграфических и фотографических процессах.

- Раньше его использовали для извлечения золота и серебра из содержащих их минералов, но позже он был заменен цианидом натрия NaCN, который менее дорогой, но столь же токсичный.

- Как инсектицид для фумигации деревьев, лодок, железнодорожных вагонов и складов.

- Как реагент в аналитической химии, то есть для химического анализа.

- Для приготовления других химических соединений, например красителей и красителей.

Добыча золота в Южной Африке в 1903 году с использованием KCN, что привело к смертельному загрязнению окружающей среды. Аргайл, Джон Дуглас Сазерленд Кэмпбелл, герцог, 1845-1914; Кресвик, Луи. Источник: Wikimedia Commons.

риски

KCN - очень ядовитое соединение для животных, большинства растений и микроорганизмов. Классифицируется как супертоксичный. Смертельно даже в очень малых количествах.

Его вредное воздействие может возникать при вдыхании, попадании на кожу или в глаза или при проглатывании. Он подавляет многие метаболические процессы, особенно белки крови, которые участвуют в транспорте кислорода, такие как гемоглобин.

Он влияет на органы или системы, наиболее чувствительные к кислородному голоданию, такие как центральная нервная система (мозг), сердечно-сосудистая система (сердце и кровеносные сосуды) и легкие.

Цианистый калий - это яд. Автор: Clker-Free-Vector-Images. Источник: Pixabay.

Механизм действия

KCN влияет на способность организма использовать кислород.

Ион цианида CN ^- KCN имеет высокое сродство к иону трехвалентного железа Fe ³⁺ , что означает, что при абсорбции цианида он быстро реагирует с Fe ³⁺ в крови и тканях.

Таким образом, он предотвращает дыхание клеток, которые входят в состояние недостатка кислорода, потому что, хотя они пытаются дышать, они не могут его использовать.

Затем наступает преходящее состояние гиперпноэ (приостановка дыхания) и головной боли и, наконец, смерть от остановки дыхания.

Дополнительные риски

При нагревании выделяются очень токсичные газы, такие как HCN, оксиды азота NO _x , оксид калия K ₂ O и монооксид углерода CO.

При контакте с влагой выделяет HCN, который легко воспламеняется и очень токсичен.

KCN также очень ядовит для водных организмов. Его никогда не следует выбрасывать в окружающую среду, так как может произойти загрязнение вод, в которых пьют животные и обитают рыба.

Однако есть бактерии, производящие цианиды, такие как Chromobacterium violaceum и некоторые виды Pseudomonas.

Последние исследования

Исследователи обнаружили, что зеленые водоросли Chlorella vulgaris можно использовать для очистки воды, загрязненной цианидом калия KCN в низких концентрациях.

Водоросль была способна эффективно удалять KCN, так как это в небольших количествах стимулировало рост водорослей, поскольку активировало внутренний механизм сопротивления токсичности KCN.

Это означает, что водоросли Chlorella vulgaris обладают способностью удалять цианид, и что это может быть эффективным методом биологической очистки цианидного загрязнения.

Изображение водоросли Chlorella vulgaris под микроскопом. ja: Пользователь: NEON / Пользователь: NEON_ja. Источник: Wikimedia Commons.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Цианистый калий. Национальный центр биотехнологической информации. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Коппок, RW (2009). Угрозы дикой природе от агентов химического оружия. В Справочнике по токсикологии боевых отравляющих веществ. Восстановлено с sciencedirect.com.
3. Лю, К. (2017). Оценка удаления цианида калия и его токсичности для зеленых водорослей (Chlorella vulgaris). Bull Environ Contam Toxicol. 2018; 100 (2): 228-233. Восстановлено с ncbi.nlm.nih.gov.
4. Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH). (2011). Цианид калия: системный агент. Восстановлено с cdc.gov.
5. Альварадо, LJ et al. (2014). Открытие, структура и функции рибопереключателя. Синтез Урацила. В «Методы энзимологии». Восстановлено с sciencedirect.com.