KALIUMCYANID (KCN): EGENSKABER, ANVENDELSER, STRUKTURER, RISICI, - KEMI - 2025

Den kaliumcyanid er en uorganisk forbindelse, der består af en kaliumion K ⁺ og cyanidion CN ^-. Dens kemiske formel er KCN. Det er et hvidt krystallinsk fast stof, ekstremt giftigt.

KCN er meget opløselig i vand, og når den opløses hydrolyseres den til dannelse af hydrocyansyre eller HCN-hydrogencyanid, hvilket også er meget giftigt. Kaliumcyanid kan danne sammensatte salte med guld og sølv, hvorfor det tidligere blev brugt til at udvinde disse ædelmetaller fra visse mineraler.

Fast KCN-kaliumcyanid. morienus (uploadet af de: Benutzer: BXXXD fra de: wiki). Kilde: Wikimedia Commons.

KCN bruges til at overtrække billige metaller med guld og sølv gennem en elektrokemisk proces, det vil sige en metode, hvor en elektrisk strøm ledes gennem en opløsning, der indeholder et salt, der består af ædelmetal, cyanid og kalium.

Da det indeholder cyanid, skal kaliumcyanid håndteres med stor omhu med passende redskaber. Det bør aldrig bortskaffes i miljøet, fordi det også er meget giftigt for de fleste dyr og planter.

Metoder, der bruger almindelige alger til at fjerne kaliumcyanid fra vand, der er forurenet med lave koncentrationer af det, undersøges imidlertid.

Struktur

KCN er en ionforbindelse, der består af en K ⁺ kaliumkation og en CN ^- cyanidanion. I dette er carbonatomet bundet til nitrogenatomet ved hjælp af en tredobbelt kovalent binding.

KCN-kemisk struktur af kaliumcyanid. Capaccio. Kilde: Wikimedia Commons.

I fast kaliumcyanid kan CN ^- anionen rotere frit, så den opfører sig som en sfærisk anion, som en konsekvens af KCN-krystallen har en kubisk struktur, der ligner den for kaliumchlorid KCl.

KCN krystalstruktur. Benjah-bmm27. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

- Kaliumcyanid

- Kaliumcyanid

- Cyanopotassium

Ejendomme

Fysisk tilstand

Hvidt krystallinsk fast stof. Kubiske krystaller.

Molekylær vægt

65,166 g / mol.

Smeltepunkt

634,5 ° C

Kogepunkt

1625 ° C

Massefylde

1,55 g / cm ³ ved 20 ° C

Opløselighed

Meget opløselig i vand: 716 g / L ved 25 ° C og 100 g / 100 ml vand ved 80 ° C. Let opløselig i methanol: 4,91 g / 100 g methanol ved 19,5 ° C. Meget let opløselig i ethanol: 0,57 g / 100 g ethanol ved 19,5 ° C.

pH

En vandig opløsning af 6,5 g KCN i 1 liter vand har en pH på 11,0.

Hydrolyse konstant

KCN er meget opløselig i vand. Når det opløses, forbliver cyanidionen CN ^- der tager en proton H ⁺ fra vand til dannelse af hydrocyansyre HCN og frigiver en OH ^- ion:

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Hydrolysekonstanten indikerer den tendens, hvormed reaktionen udføres.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

Vandige KCN-opløsninger frigiver HCN-hydrogencyanid i miljøet, når de opvarmes over 80 ° C.

Kemiske egenskaber

Det er ikke brændbart, men når de er faste KCN opvarmes til sønderdeling det udsender meget giftige gasser hydrogencyanid HCN, nitrogenoxider NO _x, kaliumoxid K ₂ O og carbonmonoxid CO.

KCN reagerer med guldsalte til dannelse af kaliumurocyanid KAu ​​(CN) ₂ og kaliumururyanyan KAu (CN) ₄. Dette er farveløse komplekse salte. Med sølvmetal Ag danner KCN kaliumargentocyanid KAg (CN) ₂.

Cyanidionen af ​​KCN reagerer med visse organiske forbindelser, der har halogener (såsom klor eller brom) og indtager deres plads. F.eks. Reagerer den med bromeddikesyre for at give cyanoeddikesyre.

Andre egenskaber

Det er hygroskopisk, det absorberer fugtighed fra miljøet.

Det har en mild bitter mandellugt, men dette opdages ikke af alle mennesker.

Indhentning

KCN fremstilles ved omsætning af KOH kaliumhydroxid i vandig opløsning med HCN hydrogencyanid. Det opnås også ved opvarmning af kaliumferrocyanid K ₄ Fe (CN) ₆:

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

Brug til galvanisering af metaller

Det bruges i processen til belægning af metaller med lav værdi med guld og sølv. Det er en elektrolytisk proces, dvs. elektricitet ledes gennem en vandig opløsning med passende salte.

Sølv

Kaliumargentocyanid KAg (CN) _{2 bruges} til at overtrække billigere metaller med sølv (Ag).

Disse anbringes i en vandig opløsning af kaliumargentocyanid KAg (CN) ₂, hvor anoden eller den positive pol er en stang af rent sølv (Ag), og katoden eller den negative pol er det billige metal, som du vil belægge med sølv.

Når en elektrisk strøm passerer gennem opløsningen, afsættes sølvet på det andet metal. Når der anvendes cyanidsalte, afsættes sølvlaget på en finere, mere kompakt og klæbende måde end i opløsninger af andre forbindelser.

Nogle smykkeartikler er belagt med sølv ved hjælp af KCN-salte. Forfatter: StockSnap. Kilde: Pixabay.

Guld

Tilsvarende i tilfælde af guld (Au) anvendes kaliumurocyanid KAu ​​(CN) ₂ og kaliumururyanyanid KAu ​​(CN) ₄ til elektrolytisk forgyldning af andre metaller.

Guldbelagte elektriske stik muligvis ved hjælp af KCN-salte. Cjp24. Kilde: Wikimedia Commons.

Andre anvendelser

Her er nogle andre anvendelser til kaliumcyanid.

- Til den industrielle proces med hærdning af stål ved nitrering (tilsætning af nitrogen).

- Til rengøring af metaller.

- I trykke- og fotograferingsprocesser.

- Tidligere blev det brugt til ekstraktion af guld og sølv fra mineraler, der indeholder dem, men senere blev det erstattet af natriumcyanid NaCN, hvilket er billigere, skønt det er lige så giftigt.

- Som et insektmiddel til fumigation af træer, både, jernbanevogne og lagre.

- Som reagens i analytisk kemi, dvs. at udføre kemisk analyse.

- At fremstille andre kemiske forbindelser, såsom farvestoffer og farvestoffer.

Guldminedrift i Sydafrika i 1903 ved hjælp af KCN, hvilket resulterede i dødbringende forurening af det omgivende miljø. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, hertug af, 1845-1914; Creswicke, Louis. Kilde: Wikimedia Commons.

Risici

KCN er en meget giftig forbindelse til dyr og for de fleste planter og mikroorganismer. Det er klassificeret som super toksisk. Det er dødbringende selv i meget små mængder.

Dens skadelige virkning kan forekomme ved indånding, kontakt med huden eller øjnene eller indtagelse. Det hæmmer mange metaboliske processer, især blodproteiner, der er involveret i ilttransport, såsom hæmoglobin.

Det påvirker de organer eller systemer, der er mest følsomme over for iltmangel, såsom centralnervesystemet (hjerne), det kardiovaskulære system (hjerte og blodkar) og lungerne.

Kaliumcyanid er en gift. Forfatter: Clker-Free-Vector-Images. Kilde: Pixabay.

Handlingsmekanisme

KCN forstyrrer kroppens evne til at bruge ilt.

Cyanidion CN ^- fra KCN har en høj affinitet for ferriion Fe ³⁺, hvilket betyder, at når cyanid absorberes, reagerer det hurtigt med Fe ³⁺ i blod og væv.

På denne måde forhindrer det cellerne i at trække vejret, som kommer ind i en tilstand af mangel på ilt, for selv om de prøver at trække vejret, kan de ikke bruge det.

Så er der en kortvarig tilstand af hyperapnø (vejrtrækningssuspension) og hovedpine, og til sidst død efter åndedrætsstop.

Yderligere risici

Ved opvarmning, den producerer meget giftige gasser såsom HCN, nitrogenoxider NO _x, kaliumoxid K ₂ O og carbonmonoxid CO.

Ved kontakt med fugt frigiver det HCN, der er meget brandfarligt og meget giftigt.

KCN er også meget giftig for organismer, der lever i vand. Det bør aldrig bortskaffes i miljøet, da der kan forekomme forurening af vand, hvor dyrene drikker og fisk lever.

Der er dog bakterier, der producerer cyanid såsom Chromobacterium violaceum og nogle arter af Pseudomonas.

Nylige undersøgelser

Forskere har fundet, at grønalgerne Chlorella vulgaris kan bruges til at behandle vand, der er forurenet med KCN-kaliumcyanid i lave koncentrationer.

Algen var i stand til effektivt at fjerne KCN, da dette i lave mængder stimulerede væksten af ​​algerne, da det aktiverede en intern mekanisme til at modstå toksiciteten af ​​KCN.

Dette betyder, at algerne Chlorella vulgaris har potentialet til at fjerne cyanid, og at dette kan være en effektiv metode til biologisk behandling af cyanidforurening.

Billede af algen Chlorella vulgaris observeret under et mikroskop. ja: Bruger: NEON / Bruger: NEON_ja. Kilde: Wikimedia Commons.

Referencer

1. US National Library of Medicine. (2019). Kaliumcyanid. National Center for Biotechnology Information. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Coppock, RW (2009). Trusler mod dyreliv ved kemiske krigsføringsagenter. I håndbog om toksikologi af kemiske krigsførelsesmidler. Gendannes fra sciencedirect.com.
3. Liu, Q. (2017). Evaluering af fjernelse af kaliumcyanid og dets toksicitet i grønne alger (Chlorella vulgaris). Bull Environ Contam Toxicol. 2018 100 (2): 228-233. Gendannes fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Det Nationale Institut for Arbejdsmæssig Sikkerhed og Sundhed (NIOSH). (2011). Kaliumcyanid: Systemisk agent. Gendannes fra cdc.gov.
5. Alvarado, LJ et al. (2014). Riboswitch-opdagelse, struktur og funktion. Syntese af Uracil. I metoder i enzymologi. Gendannes fra sciencedirect.com.