KALIUMCYANID (KCN): EGENSKAPER, BRUK, STRUKTURER, RISIKO, - KJEMI - 2026

Den kaliumcyanid er en uorganisk forbindelse som består av et kaliumion K ⁺ og cyanidioner CN ^- . Den kjemiske formelen er KCN. Det er et hvitt, krystallinsk fast stoff, ekstremt giftig.

KCN er veldig løselig i vann, og når den oppløses hydrolyserer den for å danne hydrocyansyre eller HCN-hydrogensyanid, som også er veldig giftig. Kaliumcyanid kan danne sammensatte salter med gull og sølv, og det var derfor det tidligere ble brukt til å trekke ut disse edle metaller fra visse mineraler.

Fast KCN-kaliumcyanid. morienus (lastet opp av de: Benutzer: BXXXD fra de: wiki). Kilde: Wikimedia Commons.

KCN brukes til å belegge billige metaller med gull og sølv gjennom en elektrokjemisk prosess, det vil si en metode der en elektrisk strøm føres gjennom en løsning som inneholder et salt som består av edelt metall, cyanid og kalium.

Kaliumcyanid, fordi det inneholder cyanid, må håndteres med stor forsiktighet, med passende redskaper. Det skal aldri kastes i miljøet, fordi det også er veldig giftig for de fleste dyr og planter.

Imidlertid studeres metoder som bruker vanlige alger for å fjerne kaliumcyanid fra vann forurenset med lave konsentrasjoner av det.

Struktur

KCN er en ionisk forbindelse som består av en K ⁺ kaliumkation og en CN ^- cyanidanion . I dette er karbonatomet festet til nitrogenatomet ved hjelp av en trippel kovalent binding.

Kjemisk struktur av KCN kaliumcyanid. Capaccio. Kilde: Wikimedia Commons.

I fast kaliumcyanid kan CN ^- anionen rotere fritt, slik at den oppfører seg som et sfærisk anion, som en konsekvens av at KCN-krystallen har en kubisk struktur som ligner den for kaliumklorid KCl.

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

nomenklatur

- Kaliumcyanid

- Kaliumcyanid

- Cyanopotassium

Egenskaper

Fysisk tilstand

Hvitt krystallinsk fast stoff. Kubiske krystaller.

Molekylær vekt

65,166 g / mol.

Smeltepunkt

634,5 ° C

Kokepunkt

1625 ° C.

tetthet

1,55 g / cm ³ ved 20 ° C.

løselighet

Veldig løselig i vann: 716 g / L ved 25 ° C og 100 g / 100 ml vann ved 80 ° C. Lett løselig i metanol: 4,91 g / 100 g metanol ved 19,5 ° C. Svært lett løselig i etanol: 0,57 g / 100 g etanol ved 19,5 ° C.

pH-

En vandig løsning av 6,5 g KCN i 1 liter vann har en pH på 11,0.

Hydrolyse konstant

KCN er veldig løselig i vann. Når det løses opp, blir cyanidionet CN ^- som tar et proton H ⁺ fra vann for å danne hydrocyansyre HCN og frigjør et OH ^- ion :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Hydrolysekonstanten indikerer tendensen med hvilken nevnte reaksjon blir utført.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

Vandige KCN-oppløsninger frigjør HCN-hydrogensyanid i miljøet når de varmes opp over 80 ° C

Kjemiske egenskaper

Det er ikke brennbart, men når de er faste KCN oppvarmes til nedbrytning det avgir meget giftige gasser av hydrogencyanid HCN, nitrogenoksider NO _x , kalium- oksyd K ₂ O og karbonmonoksid CO.

KCN reagerer med gullsalter for å danne kaliumurocyanid KAu ​​(CN) ₂ og kaliumurocyanid KAu ​​(CN) ₄ . Dette er fargeløse komplekse salter. Med sølvmetallet Ag danner KCN kalium argentocyanid KAg (CN) ₂ .

Cyanidionen av KCN reagerer med visse organiske forbindelser som har halogener (for eksempel klor eller brom) og tar sin plass. For eksempel reagerer den med bromeddiksyre for å gi cyanoeddiksyre.

Andre egenskaper

Det er hygroskopisk, det absorberer fuktighet fra omgivelsene.

Den har en mild bitter mandellukt, men dette oppdages ikke av alle mennesker.

Å skaffe

KCN fremstilles ved å omsette KOH-kaliumhydroksyd i vandig oppløsning med HCN-hydrogensyanid. Det oppnås også ved å varme opp kaliumferrocyanid K ₄ Fe (CN) ₆ :

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

Brukes ved galvanisering av metaller

Det brukes i prosessen med å belegge lavverdige metaller med gull og sølv. Det er en elektrolytisk prosess, det vil si at elektrisitet føres gjennom en vandig løsning med passende salter.

Sølv

Kalium argentocyanid KAg (CN) _{2 brukes} til å belegge billigere metaller med sølv (Ag).

Disse plasseres i en vandig løsning av kalium argentocyanid KAg (CN) ₂ , der anoden eller den positive polen er en stang av rent sølv (Ag) og katoden eller negativ pol er det billige metallet som du vil belegge med sølv.

Når en elektrisk strøm går gjennom løsningen, blir sølvet avsatt på det andre metallet. Når cyanidsalter blir brukt, blir sølvlaget avsatt på en finere, mer kompakt og klebende måte enn i oppløsninger av andre forbindelser.

Noen smykkeartikler er belagt med sølv ved bruk av KCN-salter. Forfatter: StockSnap. Kilde: Pixabay.

Gull

Tilsvarende når det gjelder gull (Au), brukes kaliumurocyanid KAu ​​(CN) ₂ og kaliumurocyanid KAu ​​(CN) ₄ til elektrolytisk forgyling av andre metaller.

Gullbelagte elektriske kontakter muligens ved bruk av KCN-salter. Cjp24. Kilde: Wikimedia Commons.

Andre bruksområder

Her er noen andre bruksområder for kaliumcyanid.

- For den industrielle prosessen med å herde stål ved nitrering (tilsetning av nitrogen).

- For rengjøring av metaller.

- I trykk- og fotograferingsprosesser.

- Tidligere ble det brukt til utvinning av gull og sølv fra mineralene som inneholder dem, men senere ble det erstattet av natriumcyanid NaCN, som er rimeligere, selv om det er like giftig.

- Som et insektmiddel for fumigation av trær, båter, jernbanevogner og lager.

- Som et reagens i analytisk kjemi, det vil si å gjøre kjemisk analyse.

- For å fremstille andre kjemiske forbindelser, som fargestoffer og fargestoffer.

Gullgruvedrift i Sør-Afrika i 1903 ved bruk av KCN resulterte i dødelig forurensning av det omkringliggende miljøet. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, Duke of, 1845-1914; Creswicke, Louis. Kilde: Wikimedia Commons.

risiko

KCN er en veldig giftig forbindelse for dyr og de fleste planter og mikroorganismer. Det er klassifisert som super giftig. Den er dødelig selv i veldig små mengder.

Den skadelige effekten kan oppstå ved innånding, kontakt med huden eller øynene eller inntak. Det hemmer mange metabolske prosesser, spesielt blodproteiner som er involvert i oksygentransport som hemoglobin.

Det påvirker organene eller systemene som er mest følsomme for oksygenmangel, som sentralnervesystemet (hjernen), det kardiovaskulære systemet (hjerte og blodkar) og lungene.

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

Virkningsmekanismen

KCN forstyrrer kroppens evne til å bruke oksygen.

Cyanidionet CN ^- fra KCN har en høy affinitet for ferriionet Fe ³⁺ , noe som betyr at når cyanid absorberes, reagerer det raskt med Fe ³⁺ i blod og vev.

På denne måten forhindrer det cellene fra å puste, som går inn i en tilstand av mangel på oksygen, fordi selv om de prøver å puste, kan de ikke bruke den.

Så er det en forbigående tilstand av hyperapné (pustesuspensjon) og hodepine, og til slutt død fra respirasjonsstans.

Ytterligere risiko

Når det varmes opp, frembringer det meget giftige gasser slik som HCN, nitrogenoksider NO _x , kalium- oksyd K ₂ O og karbonmonoksid CO.

Ved kontakt med fuktighet frigjør det HCN som er svært brannfarlig og veldig giftig.

KCN er også veldig giftig for vannlevende organismer. Det skal aldri kastes i miljøet, da det kan oppstå forurensning av vann der dyr drikker og fisk bor.

Imidlertid er det bakterier som produserer cyanid som Chromobacterium violaceum og noen arter av Pseudomonas.

Nylige studier

Forskere har funnet at grønnalgene Chlorella vulgaris kan brukes til å behandle vann forurenset med KCN kaliumcyanid i lave konsentrasjoner.

Algen var i stand til effektivt å fjerne KCN, siden dette i lave mengder stimulerte veksten av algene siden den aktiverte en indre mekanisme for å motstå toksisiteten til KCN.

Dette betyr at Chlorella vulgaris alger har potensial til å fjerne cyanid, og at en effektiv metode for biologisk behandling av cyanidforurensning kan utformes med dette.

Bilde av algen Chlorella vulgaris observert under et mikroskop. ja: Bruker: NEON / Bruker: NEON_ja. Kilde: Wikimedia Commons.

referanser

1. US National Library of Medicine. (2019). Kaliumcyanid. Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Coppock, RW (2009). Trusler mot dyreliv av kjemiske krigsføringsagenter. I Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
3. Liu, Q. (2017). Evaluering av fjerning av kaliumcyanid og dens toksisitet i grønne alger (Chlorella vulgaris). Bull Environ Contam Toxicol. 2018; 100 (2): 228-233. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Nasjonalt institutt for arbeidssikkerhet og helse (NIOSH). (2011). Kaliumcyanid: systemisk agent. Gjenopprettet fra cdc.gov.
5. Alvarado, LJ et al. (2014). Riboswitch Discovery, Structure and Function. Syntese av Uracil. I Methods in Enzymology. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.