KALIJEV CIANID (KCN): LASTNOSTI, UPORABE, STRUKTURE, TVEGANJA, - KEMIJA - 2025

Kalijev cianid je anorganska spojina, sestavljena iz kalijeve ione K ⁺ in cianidnih ionov CN ^- . Njegova kemijska formula je KCN. Je bela kristalna trdna snov, izjemno strupena.

KCN je v vodi zelo topen in se ob raztapljanju hidrolizira, da tvori cianovodikovo kislino ali HCN vodikov cianid, ki je tudi zelo strupen. Kalijev cianid lahko tvori sestavljene soli z zlatom in srebrom, zato so ga prej uporabljali za pridobivanje teh plemenitih kovin iz nekaterih mineralov.

Trden KCN-kalijev cianid. morienus (naložil de: Benutzer: BXXXD iz de: wiki). Vir: Wikimedia Commons.

KCN se uporablja za premazovanje poceni kovin z zlatom in srebrom s pomočjo elektrokemičnega postopka, to je metode, pri kateri skozi raztopino, ki vsebuje sol iz plemenitih kovin, cianida in kalija, električni tok prehaja skozi raztopino.

S kalijevim cianidom, ker vsebuje cianid, je treba ravnati zelo previdno, z ustreznimi pripomočki. Nikoli ga ne bi smeli odvreči v okolje, saj je tudi zelo strupen za večino živali in rastlin.

Vendar pa se preučujejo metode, ki uporabljajo običajne alge za odstranjevanje kalijevega cianida iz voda, onesnaženih z nizkimi koncentracijami tega.

Struktura

KCN je ionska spojina, sestavljena iz kalijevega kationa K ⁺ in aniona CN ^- cianida . Pri tem je atom ogljika vezan na atom dušika s trojno kovalentno vezjo.

Kemična zgradba kalijevega cianida KCN. Capaccio. Vir: Wikimedia Commons.

V trdnem kalijevem cianidu se CN ^- anion lahko prosto vrti, tako da se obnaša kot sferični anion, zato ima kristal KCN kubično strukturo, podobno kot kalijev klorid KCl.

KCN kristalna struktura. Benjah-bmm27. Vir: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Kalijev cianid

- Kalijev cianid

- cianopolij

Lastnosti

Fizično stanje

Bela kristalna trdna snov. Kubični kristali.

Molekularna teža

65.116 g / mol.

Tališče

634,5 ° C

Vrelišče

1625 ° C.

Gostota

1,55 g / cm ³ pri 20 ° C.

Topnost

Zelo topen v vodi: 716 g / L pri 25 ° C in 100 g / 100 ml vode pri 80 ° C. Rahlo topen v metanolu: 4,91 g / 100 g metanola pri 19,5 ° C. Zelo rahlo topen v etanolu: 0,57 g / 100 g etanola pri 19,5 ° C.

pH

Vodna raztopina 6,5 ​​g KCN v 1 L vode ima pH 11,0.

Konstanta hidrolize

KCN je zelo topen v vodi. Ko se raztopi, ostane cianidni ion CN ^- ki vodi protonski H ⁺ iz vode, da tvori cianovodikovo kislino HCN in sprosti OH ^- ion :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Hidroliza konstanta kaže na tendenco, s katero se izvaja omenjena reakcija.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

Vodne raztopine KCN sproščajo HCN vodikov cianid v okolje pri segrevanju nad 80 ° C.

Kemijske lastnosti

Ni vnetljiv, toda, ko se trdni KCN segreje do razgradnje, sprošča zelo strupene pline hidrogen cianid HCN, dušikove okside NO _x , kalijev oksid K ₂ O in ogljikov monoksid CO.

KCN reagira z zlatimi solmi, da tvori kalijev aurocianid KAu ​​(CN) ₂ in kalijev aurocianid KAu ​​(CN) ₄ . To so brezbarvne kompleksne soli. S srebrno kovinsko Ag, KCN tvori kalijev argentocianid KAg (CN) ₂ .

Cianidni ion KCN reagira z nekaterimi organskimi spojinami, ki imajo halogene (na primer klor ali brom) in prevzame njihovo mesto. Na primer, reagira z bromocetno kislino, da dobimo cianoocetno kislino.

Druge lastnosti

Je higroskopski, absorbira vlago iz okolja.

Ima blag grenak mandelj, vendar tega ljudje ne zaznajo.

Pridobitev

KCN pripravimo z reakcijo KOH kalijevega hidroksida v vodni raztopini s HCN vodikovim cianidom. Pridobivamo ga tudi s segrevanjem kalijevega ferocianida K ₄ Fe (CN) ₆ :

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

Uporaba pri galvanizaciji kovin

Uporablja se v postopku oblaganja kovin z nizko vrednostjo z zlatom in srebrom. Gre za elektrolitski postopek, to je, da se električna energija pretaka skozi vodno raztopino z ustreznimi solmi.

Srebrna

Kalijev argentocianid KAg (CN) _{2 se uporablja} za premazovanje cenejših kovin s srebrom (Ag).

Ti so nameščeni v vodni raztopini kalijevega argentocianida KAg (CN) ₂ , kjer je anoda ali pozitivni pol drog iz čistega srebra (Ag), katoda ali negativni pol pa poceni kovina, ki jo želite premazati s srebrom.

Ko skozi raztopino prehaja električni tok, se srebro odlaga na drugo kovino. Pri uporabi cianidnih soli se srebrova plast odlaga na lepši, kompaktnejši in lepljivejši način kot v raztopinah drugih spojin.

Nekateri nakitni izdelki so obloženi s srebrom z uporabo KCN soli. Avtor: StockSnap. Vir: Pixabay.

Zlato

Podobno velja za zlato (Au), kalijev aurocianid KAu ​​(CN) ₂ in kalijev aurocianid KAu ​​(CN) ₄ se uporabljata za elektrolitsko pozlačevanje drugih kovin.

Pozlačeni električni konektorji po možnosti s KCN solmi. Cjp24. Vir: Wikimedia Commons.

Druge uporabe

Tu je še nekaj uporab kalijevega cianida.

- Za industrijski postopek kaljenja jekla z dušikom (dodajanje dušika).

- Za čiščenje kovin.

- V procesih tiskanja in fotografije.

- Prej so ga uporabljali za črpanje zlata in srebra iz mineralov, ki jih vsebujejo, kasneje pa ga je nadomestil natrijev cianid NaCN, ki je cenejši, čeprav enako strupen.

- Kot insekticid za zaplinjevanje dreves, čolnov, železniških avtomobilov in skladišč.

- Kot reagent v analitični kemiji, torej za kemično analizo.

- Za pripravo drugih kemičnih spojin, kot so barvila in barvila.

Pridobivanje zlata v Južni Afriki leta 1903 z uporabo KCN, kar je povzročilo smrtonosno onesnaževanje okoliškega okolja. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, vojvoda, 1845-1914; Creswicke, Louis. Vir: Wikimedia Commons.

Tveganja

KCN je zelo strupena spojina za živali in večino rastlin in mikroorganizmov. Uvrščamo ga med zelo strupene. Smrtonosna je celo v zelo majhnih količinah.

Njen škodljiv učinek se lahko pojavi pri vdihavanju, stiku s kožo ali očmi ali zaužitju. Zavira številne presnovne procese, zlasti beljakovine v krvi, ki sodelujejo pri prenosu kisika, kot je hemoglobin.

Vpliva na organe ali sisteme, ki so najbolj občutljivi za pomanjkanje kisika, na primer centralni živčni sistem (možgani), kardiovaskularni sistem (srce in ožilje) ter pljuča.

Kalijev cianid je strup. Avtor: Clker-Free-Vector-Images. Vir: Pixabay.

Mehanizem delovanja

KCN moti telesno sposobnost uporabe kisika.

Cianidni ion CN ^- KCN ima visoko afiniteto do železovega iona Fe ³⁺ , kar pomeni, da ko cianid absorbira, hitro reagira s Fe ³⁺ v krvi in ​​tkivih.

Na ta način celicam preprečuje dihanje, ki vstopijo v stanje pomanjkanja kisika, ker čeprav poskušajo dihati, ga ne morejo uporabljati.

Potem pride do prehodnega stanja hiperapneje (zaustavitev dihanja) in glavobola ter na koncu smrt zaradi zastoja dihal.

Dodatna tveganja

Pri segrevanju proizvaja zelo strupene pline, kot so HCN, dušikovi oksidi NO _x , kalijev oksid K ₂ O in ogljikov monoksid CO.

Pri stiku z vlago sprošča HCN, ki je zelo vnetljiv in zelo strupen.

KCN je zelo strupen tudi za vodne organizme. Nikoli ga ne bi smeli odvreči v okolje, saj lahko pride do onesnaženja voda, kjer živijo živali in ribe.

Vendar pa obstajajo bakterije, ki proizvajajo cianid, kot so Chromobacterium violaceum in nekatere vrste Pseudomonas.

Nedavne študije

Raziskovalci so ugotovili, da se lahko zelena alga Chlorella vulgaris uporablja za zdravljenje vode, onesnažene s kalijevim cianidom KCN v nizkih koncentracijah.

Alga je lahko učinkovito odstranila KCN, saj je ta v majhnih količinah spodbudila rast alg, saj je aktivirala notranji mehanizem za upor proti strupenosti KCN.

To pomeni, da alge Chlorella vulgaris lahko odstranijo cianid in da bi to lahko bila učinkovita metoda za biološko zdravljenje okužbe s cianidom.

Slika alge Chlorella vulgaris, opažena pod mikroskopom. ja: Uporabnik: NEON / Uporabnik: NEON_ja. Vir: Wikimedia Commons.

Reference

1. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Kalijev cianid. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. Obnovljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Coppock, RW (2009). Grožnje prostoživečim živalim, ki jih povzročajo kemična vojna. V priročniku za toksikologijo kemičnih bojnih sredstev. Pridobljeno od sciencedirect.com.
3. Liu, Q. (2017). Vrednotenje odstranitve kalijevega cianida in njegove strupenosti v zelenih algah (Chlorella vulgaris). Bik Environment onesnažuje toksikol. 2018; 100 (2): 228-233. Pridobljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.
4. Nacionalni inštitut za varstvo pri delu (NIOSH). (2011). Kalijev cianid: sistemski agent. Pridobljeno od cdc.gov.
5. Alvarado, LJ in sod. (2014). Odkrivanje, struktura in delovanje Riboswitch. Sinteza Uracila. In Methods in Enzymology. Pridobljeno od sciencedirect.com.