KĀLIJA CIANĪDS (KCN): ĪPAŠĪBAS, LIETOJUMS, STRUKTŪRAS, RISKI, - ĶĪMIJA - 2025

Ciânkâliju ir neorganisks savienojums, kas sastāv no kālija jonu K ⁺ un cianīda jonu CN ^- . Tās ķīmiskā formula ir KCN. Tā ir balta kristāliska cieta viela, ārkārtīgi indīga.

KCN ļoti labi šķīst ūdenī, un izšķīstot tas hidrolizējas, veidojot ciānūdeņražskābi vai HCN ūdeņraža cianīdu, kas arī ir ļoti indīgs. Kālija cianīds var veidot saliktus sāļus ar zeltu un sudrabu, tāpēc agrāk tas tika izmantots šo dārgmetālu ieguvei no noteiktiem minerāliem.

Cietais KCN kālija cianīds. morienus (augšupielādējis de: Benutzer: BXXXD no de: wiki). Avots: Wikimedia Commons.

KCN izmanto lētu metālu pārklāšanai ar zeltu un sudrabu, izmantojot elektroķīmisko procesu, tas ir, metodi, kurā elektrisko strāvu izvada caur šķīdumu, kas satur sāli, kas sastāv no dārgmetāla, cianīda un kālija.

Tā kā kālija cianīds satur cianīdu, ar to ir jārīkojas ļoti uzmanīgi, izmantojot piemērotus agregātus. To nekad nedrīkst izmest vidē, jo tas ir arī ļoti toksisks lielākajai daļai dzīvnieku un augu.

Tomēr tiek pētītas metodes, kurās kālija cianīda noņemšanai no ūdeņiem, kas piesārņoti ar zemu tā koncentrāciju, izmanto parastās aļģes.

Uzbūve

KCN ir jonu savienojums, ko veido K ⁺ kālija katjons un CN ^- cianīda anjons . Tajā oglekļa atoms ir pievienots slāpekļa atomam ar trīskāršu kovalento saiti.

KCN kālija cianīda ķīmiskā struktūra. Capaccio. Avots: Wikimedia Commons.

Cietā kālija cianīdā CN ^- anjons var brīvi griezties, tāpēc tas darbojas kā sfērisks anjons, kā rezultātā KCN kristāla kubiskā struktūra ir līdzīga kālija hlorīda KCl struktūrai.

KCN kristāla struktūra. Benjah-bmm27. Avots: Wikimedia Commons.

Nomenklatūra

- kālija cianīds

- kālija cianīds

- ciānkālijs

Īpašības

Fiziskais stāvoklis

Balta kristāliska cieta viela. Kubikveida kristāli.

Molekulārais svars

65,116 g / mol.

Kušanas punkts

634,5 ° C

Vārīšanās punkts

1625 ° C.

Blīvums

1,55 g / cm ³ 20 ° C temperatūrā.

Šķīdība

Ļoti labi šķīst ūdenī: 716 g / L 25 ° C temperatūrā un 100 g / 100 ml ūdens 80 ° C temperatūrā. Nedaudz šķīst metanolā: 4,91 g / 100 g metanola 19,5 ° C temperatūrā. Ļoti vāji šķīst etanolā: 0,57 g / 100 g etanola 19,5 ° C temperatūrā.

pH

6,5 g KCN ūdens šķīdumam 1 l ūdens ir pH 11,0.

Hidrolīzes konstante

KCN ļoti labi šķīst ūdenī. Kad tas izšķīst, paliek cianīda jons CN ^- kas no ūdens ņem protonu H ⁺ , veidojot ciānūdeņražskābi HCN un izdalot OH ^- jonu :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Hidrolīzes konstante norāda uz tendenci, ar kādu notiek šī reakcija.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

KCN ūdens šķīdumi, karsējot virs 80 ° C, vidē izdala HCN hidrogēncianīdu.

Ķīmiskās īpašības

Tas nav viegli uzliesmojoša, bet kad ciets KCN tiek uzsildīts līdz sadalīšanās tā izdala ļoti toksiskas gāzes ūdeņraža cianīdu HCN, slāpekļa oksīda NO _x , kālija oksīds K ₂ O un oglekļa monoksīds CO.

KCN reaģē ar zelta sāļiem, veidojot kālija aurocianīdu KAu (CN) ₂ un kālija aurocianīdu KAu (CN) ₄ . Tie ir bezkrāsaini kompleksi sāļi. Ar sudraba metālu Ag KCN veido kālija argentocianīda KAg (CN) ₂ .

KCN cianīda jons reaģē ar dažiem organiskiem savienojumiem, kuriem ir halogēni (piemēram, hlors vai broms), un to vietā. Piemēram, tas reaģē ar bromoetiķskābi, iegūstot ciān etiķskābi.

Citas īpašības

Tas ir higroskopisks, absorbē mitrumu no apkārtējās vides.

Tam ir viegla rūgta mandeļu smarža, taču to nekonstatē visi cilvēki.

Iegūšana

KCN sagatavo, KOH kālija hidroksīdam ūdens šķīdumā reaģējot ar HCN ūdeņraža cianīdu. To iegūst arī, karsējot kālija ferocianīdu K ₄ Fe (CN) ₆ :

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

Izmantošana metālu galvanizācijā

To izmanto mazvērtīgu metālu pārklāšanas procesā ar zeltu un sudrabu. Tas ir elektrolītisks process, tas ir, elektrība tiek izvadīta caur ūdens šķīdumu ar piemērotiem sāļiem.

Sudrabs

Kālija argentocianīdu KAg (CN) _{2 izmanto} lētāku metālu pārklāšanai ar sudrabu (Ag).

Tos ievieto kālija argentocianīda KAg (CN) ₂ ūdens šķīdumā , kur anoda vai pozitīvā pola ir tīra sudraba (Ag) josla, bet katoda vai negatīvā pola ir lēts metāls, kuru vēlaties pārklāt ar sudrabu.

Tā kā caur šķīdumu iziet elektriskā strāva, sudrabs tiek nogulsnēts uz otra metāla. Lietojot cianīda sāļus, sudraba slānis tiek nogulsnēts smalkāk, kompaktāk un lipīgāk nekā citu savienojumu šķīdumos.

Daži rotaslietu priekšmeti ir pārklāti ar sudrabu, izmantojot KCN sāļus. Autors: StockSnap. Avots: Pixabay.

Zelts

Līdzīgi zelta (Au) gadījumā citu metālu elektrolītiskai izmantošanai izmanto KAu (CN) ₂ kālija aurocianīdu un KAu (CN) ₄ kālija aurocianīdu .

Apzeltīti elektriskie savienotāji, iespējams, izmantojot KCN sāļus. Cjp24. Avots: Wikimedia Commons.

Citi lietojumi

Šeit ir minēti daži citi kālija cianīda lietojumi.

- Rūpnieciskam tērauda rūdīšanas procesam, izmantojot nitridi (pievienojot slāpekli).

- metālu tīrīšanai.

- Iespiešanas un fotografēšanas procesos.

- Iepriekš to izmantoja zelta un sudraba ieguvei no minerāliem, kas tos satur, bet vēlāk to aizstāja ar nātrija cianīdu NaCN, kas ir lētāks, kaut arī tikpat toksisks.

- Kā insekticīds koku, kuģu, dzelzceļa vagonu un noliktavu fumigācijai.

- Kā reaģents analītiskajā ķīmijā, tas ir, veikt ķīmiskās analīzes.

- Sagatavot citus ķīmiskos savienojumus, piemēram, krāsvielas un krāsvielas.

Zelta ieguve Dienvidāfrikā 1903. gadā, izmantojot KCN, izraisot nāvējošu apkārtējās vides piesārņojumu. Ārgils, Džons Douglass Sutherlands Kempbels, hercogs 1845.-1914. Gadā; Kresvike, Luiss. Avots: Wikimedia Commons.

Riski

KCN ir ļoti indīgs savienojums dzīvniekiem un lielākajai daļai augu un mikroorganismu. To klasificē kā īpaši toksisku. Tas ir nāvējošs pat ļoti mazos daudzumos.

Tā kaitīgā iedarbība var rasties ieelpojot, nonākot saskarē ar ādu vai acīm vai norijot. Tas kavē daudzus metabolisma procesus, īpaši asins olbaltumvielas, kas piedalās skābekļa transportēšanā, piemēram, hemoglobīnu.

Tas ietekmē orgānus vai sistēmas, kas ir visjutīgākās pret skābekļa trūkumu, piemēram, centrālo nervu sistēmu (smadzenes), sirds un asinsvadu sistēmu (sirdi un asinsvadus) un plaušas.

Kālija cianīds ir inde. Autors: Clker-Free-Vector-Images. Avots: Pixabay.

Darbības mehānisms

KCN traucē organisma spējai lietot skābekli.

Cianīds ion CN ^- KCN ir ar augstu afinitāti uz dzelzs jonu Fe ³⁺ , kas nozīmē, ka tad, kad cianīdu uzsūcas, tā strauji reaģē ar Fe ³⁺ asinīs un audos.

Tādā veidā tas novērš šūnu elpošanu, kas nonāk skābekļa trūkuma stāvoklī, jo, kaut arī viņi cenšas elpot, viņi to nevar izmantot.

Pēc tam ir pārejošs hiperapnea stāvoklis (elpošanas apturēšana) un galvassāpes, un visbeidzot nāve no elpošanas apstāšanās.

Papildu riski

Sildot, tas rada ļoti toksiskas gāzes, piemēram, HCN, slāpekļa oksīdus NO _x , kālija oksīdu K ₂ O un oglekļa monoksīdu CO.

Saskaroties ar mitrumu, tas izdala HCN, kas ir viegli uzliesmojošs un ļoti toksisks.

KCN ir ļoti indīgs arī ūdens organismiem. Nekādā gadījumā to nedrīkst izmest vidē, jo var rasties piesārņojums ūdeņos, kur dzer dzīvnieki un dzīvo zivis.

Tomēr ir baktērijas, kas ražo cianīdu, piemēram, Chromobacterium violaceum un dažas Pseudomonas sugas.

Jaunākie pētījumi

Pētnieki atklāja, ka zaļās aļģes Chlorella vulgaris var izmantot, lai mazā koncentrācijā apstrādātu ar KCN kālija cianīdu piesārņotu ūdeni.

Aļģes spēja efektīvi noņemt KCN, jo tas nelielos daudzumos stimulēja aļģu augšanu, jo tās aktivizēja iekšējo mehānismu, lai pretotos KCN toksiskumam.

Tas nozīmē, ka Chlorella vulgaris aļģēm ir potenciāls noņemt cianīdu, un ka šī varētu būt efektīva metode cianīda piesārņojuma bioloģiskai apstrādei.

Chlorella vulgaris aļģu attēls, kas novērots mikroskopā. ja: Lietotājs: NEON / Lietotājs: NEON_ja. Avots: Wikimedia Commons.

Atsauces

1. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Kālija cianīds. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. Atgūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Koppoks, RW (2009). Draudi savvaļas dzīvniekiem, ko veic ķīmiskā kara pārstāvji. Ķīmisko kaujas līdzekļu toksikoloģijas rokasgrāmatā. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
3. Liu, Q. (2017). Kālija cianīda noņemšanas un tā toksicitātes novērtējums zaļajās aļģēs (Chlorella vulgaris). Bull Environ Contam Toxicol. 2018. gads; 100 (2): 228–233. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
4. Nacionālais darba drošības un veselības institūts (NIOSH). (2011). Kālija cianīds: sistēmisks līdzeklis. Atgūts no cdc.gov.
5. Alvarado, LJ et al. (2014). Riboswitch atklāšana, uzbūve un darbība. Uracila sintēze. Metodēs enzimoloģijā. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.