Właściwości, zastosowania, struktury, zagrożenia, cyjanek potasu (KCN)

1903
Anthony Golden

Plik cyjanek potasu jest związkiem nieorganicznym utworzonym przez jon potasu K+ i jon cyjanku CN-. Jego wzór chemiczny to KCN. Jest to biała krystaliczna substancja stała, niezwykle trująca.

KCN jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie i po rozpuszczeniu hydrolizuje tworząc kwas cyjanowodorowy lub cyjanowodór HCN, który jest również bardzo trujący. Cyjanek potasu może tworzyć sole złożone ze złotem i srebrem, dlatego dawniej był używany do ekstrakcji tych metali szlachetnych z niektórych minerałów..

Stały cyjanek potasu KCN. morienus (przesłane przez de: Benutzer: BXXXD z de: wiki) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]. Źródło: Wikimedia Commons.

KCN jest używany do powlekania tanich metali złotem i srebrem w procesie elektrochemicznym, czyli metodzie, w której prąd elektryczny przepuszcza się przez roztwór zawierający sól złożoną z metalu szlachetnego, cyjanku i potasu..

Cyjanek potasu, ponieważ zawiera cyjanek, należy obchodzić się z nim bardzo ostrożnie, przy użyciu odpowiednich narzędzi. Nigdy nie należy go usuwać do środowiska, ponieważ jest również bardzo toksyczny dla większości zwierząt i roślin..

Badane są jednak metody usuwania cyjanku potasu z wód skażonych niskimi stężeniami cyjanku potasu przy użyciu zwykłych alg..

Indeks artykułów

  • 1 Struktura
  • 2 Nazewnictwo
  • 3 Właściwości
    • 3.1 Stan fizyczny
    • 3.2 Masa cząsteczkowa
    • 3.3 Temperatura topnienia
    • 3.4 Temperatura wrzenia
    • 3.5 Gęstość
    • 3.6 Rozpuszczalność
    • 3,7 pH
    • 3.8 Stała hydrolizy
    • 3.9 Właściwości chemiczne
    • 3.10 Inne właściwości
  • 4 Otrzymywanie
  • 5 Zastosowanie w galwanizacji metali
    • 5.1 Srebro
    • 5.2 Złoto
    • 5.3 Inne zastosowania
  • 6 Ryzyka
  • 7 Mechanizm działania
    • 7.1 Dodatkowe ryzyka
  • 8 Najnowsze badania
  • 9 Odniesienia

Struktura

KCN jest związkiem jonowym utworzonym przez kation potasowy K.+ i anion cyjankowy CN-. W tym przypadku atom węgla jest połączony z atomem azotu potrójnym wiązaniem kowalencyjnym..

Struktura chemiczna cyjanku potasu KCN. Capaccio [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

W cyjanku potasu w postaci stałej anion CN- Może się swobodnie obracać, dzięki czemu zachowuje się jak sferyczny anion, w konsekwencji kryształ KCN ma strukturę sześcienną podobną do struktury chlorku potasu KCl.

Struktura krystaliczna KCN. Benjah-bmm27 [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Cyjanek potasu

- Cyjanek potasu

- Cyjanopotas

Nieruchomości

Stan fizyczny

Białe krystaliczne ciało stałe. Sześcienne kryształy.

Waga molekularna

65,116 g / mol.

Temperatura topnienia

634,5 ° C

Temperatura wrzenia

1625 ° C.

Gęstość

1,55 g / cm3 w 20 ° C.

Rozpuszczalność

Bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie: 716 g / L w 25 ° C i 100 g / 100 ml wody w 80 ° C. Słabo rozpuszczalny w metanolu: 4,91 g / 100 g metanolu w 19,5 ° C. Bardzo słabo rozpuszczalny w etanolu: 0,57 g / 100 g etanolu w 19,5 ° C.

pH

Wodny roztwór 6,5 g KCN w 1 l wody ma pH 11,0.

Stała hydrolizy

KCN jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Gdy się rozpuszcza, jon cyjanku CN jest wolny- który przyjmuje proton H.+ wody z wytworzeniem HCN kwasu cyjanowodorowego i uwolnieniem jonu OH-:

CN- + H.dwaO → HCN + OH-

Stała hydrolizy wskazuje tendencję, z jaką prowadzi się wspomnianą reakcję.

K.godz = 2,54 x 10-5

Wodne roztwory KCN uwalniają cyjanowodór HCN do środowiska po podgrzaniu powyżej 80 ° C.

Właściwości chemiczne

Nie jest łatwopalny, ale po podgrzaniu stałego KCN do rozkładu wydziela bardzo toksyczne gazy takie jak cyjanowodór HCN, tlenki azotu NOx, tlenek potasu K.dwaO i tlenek węgla CO.

KCN reaguje z solami złota, tworząc aurocyjanek potasu KAu (CN)dwa i atrium potasowe KAu (CN)4. Są to bezbarwne sole złożone. Wraz ze srebrnym metalem Ag, KCN tworzy argentocyjanek potasu KAg (CN)dwa.

Jon cyjanek KCN reaguje z niektórymi związkami organicznymi zawierającymi chlorowce (takimi jak chlor lub brom) i zajmuje ich miejsce. Na przykład reaguje z kwasem bromooctowym, dając kwas cyjanooctowy..

Inne właściwości

Jest higroskopijny, pochłania wilgoć z otoczenia.

Ma łagodny gorzki zapach migdałów, ale nie wszyscy go wyczuwają.

Otrzymywanie

KCN wytwarza się w reakcji wodorotlenku potasu KOH w roztworze wodnym z cyjanowodorem HCN. Uzyskuje się go również przez ogrzewanie żelazocyjanku potasu K.4Wiara (CN)6:

K.4Wiara (CN)6 → 4 KCN + 2 C + Ndwa↑ + Wiara

Zastosowanie w galwanizacji metali

Stosowany jest w procesie pokrywania metali o niskiej wartości złotem i srebrem. Jest to proces elektrolityczny, czyli energia elektryczna przepuszczana jest przez wodny roztwór z odpowiednimi solami.

Srebro

Stosuje się argentocyjanek potasu KAg (CN)dwa do powlekania srebrem (Ag) tańszych metali.

Są one umieszczane w wodnym roztworze argentocyjanku potasu KAg (CN)dwa, gdzie anoda lub biegun dodatni to sztabka czystego srebra (Ag), a katoda lub biegun ujemny to tani metal, który chcesz pokryć srebrem.

Gdy prąd elektryczny przepływa przez roztwór, srebro osadza się na innym metalu. W przypadku stosowania soli cyjankowych warstwa srebra jest osadzana w drobniejszy, bardziej zwarty i przyczepny sposób niż w roztworach innych związków..

Niektóre elementy biżuterii są platerowane srebrem przy użyciu soli KCN. Autor: StockSnap. Źródło: Pixabay.

Złoto

Podobnie w przypadku złota (Au), aurocyjanku potasu KAu (CN)dwa i atrium potasowe KAu (CN)4 służą do elektrolitycznego złocenia innych metali.

Pozłacane złącza elektryczne, prawdopodobnie z użyciem soli KCN. Cjp24 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

Inne zastosowania

Oto kilka innych zastosowań cyjanku potasu.

- Do przemysłowego procesu hartowania stali przez azotowanie (dodatek azotu).

- Do czyszczenia metalu.

- W procesach poligraficznych i fotograficznych.

- Dawniej był używany do ekstrakcji złota i srebra z minerałów, które je zawierają, ale później został zastąpiony przez cyjanek sodu NaCN, który jest tańszy, choć równie toksyczny.

- Jako środek owadobójczy do opryskiwania drzew, statków, wagonów i magazynów.

- Jako odczynnik w chemii analitycznej, czyli do wykonywania analiz chemicznych.

- Do przygotowania innych związków chemicznych, takich jak barwniki i barwniki.

Wydobywanie złota w Republice Południowej Afryki w 1903 roku przy użyciu KCN, co spowodowało śmiertelne zanieczyszczenie otaczającego środowiska. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, Duke of, 1845-1914; Creswicke, Louis [brak ograniczeń]. Źródło: Wikimedia Commons.

Ryzyka

KCN jest bardzo trującym związkiem dla zwierząt oraz większości roślin i mikroorganizmów. Jest klasyfikowany jako super toksyczny. Jest śmiertelny nawet w bardzo małych ilościach.

Jego szkodliwe działanie może wystąpić w przypadku wdychania, kontaktu ze skórą lub oczami lub spożycia. Hamuje wiele procesów metabolicznych, zwłaszcza białka krwi biorące udział w transporcie tlenu, takie jak hemoglobina.

Wpływa na narządy lub układy najbardziej wrażliwe na niedobór tlenu, takie jak ośrodkowy układ nerwowy (mózg), układ sercowo-naczyniowy (serce i naczynia krwionośne) i płuca.

Cyjanek potasu jest trucizną. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Źródło: Pixabay.

Mechanizm akcji

KCN zakłóca zdolność organizmu do korzystania z tlenu.

Jon cyjankowy CN- KCN ma wysokie powinowactwo do jonu żelaza Fe3+, co oznacza, że ​​wchłonięty cyjanek szybko reaguje z Fe3+ krwi i tkanek.

W ten sposób uniemożliwia oddychanie komórkom, które wchodzą w stan braku tlenu, ponieważ chociaż próbują oddychać, nie mogą go używać..

Następnie następuje przemijający stan hiperapnea (wstrzymanie oddechu) i ból głowy, a na końcu śmierć z powodu zatrzymania oddechu..

Dodatkowe zagrożenia

Po podgrzaniu wydziela bardzo toksyczne gazy, takie jak HCN, tlenki azotu NOx, tlenek potasu K.dwaO i tlenek węgla CO.

W kontakcie z wilgocią uwalnia HCN, który jest wysoce łatwopalny i bardzo toksyczny..

KCN jest również bardzo trujący dla organizmów wodnych. Nigdy nie należy go usuwać do środowiska, ponieważ może dojść do skażenia wód, w których piją zwierzęta i żyją ryby.

Istnieją jednak bakterie, które wytwarzają cyjanek, takie jak Chromobacterium violaceum i niektóre gatunki Pseudomonas.

Ostatnie badania

Niektórzy badacze odkryli, że zielone algi Chlorella vulgaris może być stosowany do uzdatniania wody zanieczyszczonej cyjankiem potasu KCN w niskich stężeniach.

Glony były w stanie skutecznie usunąć KCN, ponieważ w niewielkich ilościach stymulował wzrost glonów, ponieważ aktywował wewnętrzny mechanizm przeciwdziałający toksyczności KCN.

Oznacza to, że alga Chlorella vulgaris ma potencjał usuwania cyjanku i że można by zaprojektować skuteczną metodę biologicznego oczyszczania skażenia cyjankiem.

Obraz alg Chlorella vulgaris obserwowane pod mikroskopem. ja: Użytkownik: NEON / Użytkownik: NEON_ja [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

Bibliografia

  1. NAS. National Library of Medicine. (2019). Cyjanek potasu. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Coppock, R.W. (2009). Zagrożenia dla dzikiej przyrody ze strony agentów broni chemicznej. W Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. Odzyskany z sciencedirect.com.
  3. Liu, Q. (2017). Ocena usuwania cyjanku potasu i jego toksyczności w algach zielonych (Chlorella vulgaris). Bull Environ Contam Toxicol. 2018; 100 (2): 228-233. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH). (2011). Cyjanek potasu: środek ogólnoustrojowy. Odzyskany z cdc.gov.
  5. Alvarado, L.J. et al. (2014). Wykrywanie, struktura i funkcja Riboswitch. Synteza uracylu. W Metodach Enzymologii. Odzyskany z sciencedirect.com.

Jeszcze bez komentarzy