KALIJEV CIJANID (KCN): SVOJSTVA, UPOTREBE, STRUKTURE, RIZICI, - KEMIJA - 2026

Kalijev cijanid je anorganski spoj koji se sastoji od kalij iona K ⁺ i cijanida iona CN ^-. Njegova kemijska formula je KCN. To je bijela kristalna kruta tvar, izrazito otrovna.

KCN je vrlo topiv u vodi, a kada se otopi, hidrolizira se, stvarajući cijanovodičnu kiselinu ili HCN vodikov cijanid, koji je također vrlo otrovan. Kalijev cijanid može tvoriti složene soli sa zlatom i srebrom, zbog čega se ranije koristio za ekstrakciju ovih dragocjenih metala iz određenih minerala.

Čvrsti KCN kalij cijanid. morienus (učitao: Benutzer: BXXXD iz de: wiki). Izvor: Wikimedia Commons.

KCN koristi se za premazivanje jeftinih metala zlatom i srebrom elektrokemijskim postupkom, tj. Metodom u kojoj se kroz struju koja sadrži sol sastavljenu od dragocjenih metala, cijanida i kalija propušta električna struja.

S kalijevim cijanidom, jer sadrži cijanid, treba postupati vrlo pažljivo, s prikladnim sredstvima. Nikada ga ne treba odlagati u okoliš, jer je također vrlo otrovan za većinu životinja i biljaka.

Međutim, proučavaju se metode koje koriste uobičajene alge za uklanjanje kalijevog cijanida iz voda onečišćenih niskim koncentracijama.

Struktura

KCN je jonski spoj sastavljen od K ⁺ kalijevog kationa i CN ^- cijanidnog aniona. Pri tome je ugljikov atom vezan uz atom dušika trostrukom kovalentnom vezom.

Kemijska struktura KCN kalijevog cijanida. Capaccio. Izvor: Wikimedia Commons.

U čvrstom kalijevom cijanidu, CN ^- anion se može slobodno okretati, tako da se ponaša kao sferični anion, što ima za posljedicu da KCN kristal ima kubnu strukturu sličnu onoj kalij-klorida KCl.

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

Nomenklatura

- Kalijev cijanid

- Kalijev cijanid

- Cijanokalij

Svojstva

Psihičko stanje

Bijela kristalna krutina. Kubični kristali.

Molekularna težina

65.116 g / mol.

Talište

634,5 ° C

Vrelište

1625 ° C.

Gustoća

1,55 g / cm ³ na 20 ° C.

Topljivost

Vrlo topljivo u vodi: 716 g / L pri 25 ° C i 100 g / 100 ml vode na 80 ° C. Malo topivo u metanolu: 4,91 g / 100 g metanola na 19,5 ° C. Vrlo malo topljivo u etanolu: 0,57 g / 100 g etanola na 19,5 ° C.

pH

Vodena otopina 6,5 ​​g KCN u 1 L vode ima pH od 11,0.

Konstanta hidrolize

KCN je vrlo topiv u vodi. Kada se rastopi, ostaje cijanidni ion CN ^- koji vodi proton H ⁺ iz vode da formira HCV cijanovodičnu kiselinu i oslobađa OH ^- ion:

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Konstanta hidrolize ukazuje na tendenciju provođenja navedene reakcije.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

Vodene otopine KCN ispuštaju HCN hidrogen cijanid u okoliš kada se zagrijavaju iznad 80 ° C.

Kemijska svojstva

Nije zapaljiv, ali kada kruti KCN se zagrijava do razlaganja emitira vrlo otrovne plinove vodikovog cijanida HCN, dušikovih oksida NO _x, kalijevog oksida K ₂ O i ugljični monoksid CO.

KCN reagira sa zlatnim solima, pri čemu nastaje kalijev aurocijanid KAu ​​(CN) ₂ i kalijev aurocijanid KAu ​​(CN) ₄. To su bezbojne složene soli. Sa srebrnim metalom Ag, KCN tvori kalijev argentocijanid KAg (CN) ₂.

Cijanidni ion KCN reagira s određenim organskim spojevima koji imaju halogene (poput klora ili broma) i zauzima njihovo mjesto. Na primjer, reagira s bromoctenom kiselinom dajući cijano octenu kiselinu.

Ostala svojstva

Higroskopski je, upija vlagu iz okoline.

Ima blagi gorkast miris badema, ali to ne prepoznaju svi ljudi.

dobivanje

KCN se priprema reakcijom KOH kalijevog hidroksida u vodenoj otopini s HCN hidrogen-cijanidom. Dobiva se i zagrijavanjem kalijevog ferocijanida K ₄ Fe (CN) ₆:

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

Upotreba u galvanizaciji metala

Koristi se u procesu oblaganja metala niske vrijednosti zlatom i srebrom. To je elektrolitički proces, odnosno električna energija se propušta kroz vodenu otopinu s odgovarajućim solima.

Srebro

Kalijev argentocijanid KAg (CN) _{2 koristi se} za premazivanje jeftinijih metala srebrom (Ag).

Stavljaju se u vodenu otopinu kalijevog argentocijanida KAg (CN) ₂, gdje je anoda ili pozitivni pol šipka čistog srebra (Ag), a katoda ili negativni pol je jeftini metal koji želite premazati srebrom.

Kako električna struja prolazi kroz otopinu, srebro se taloži na drugom metalu. Kada se koriste cijanidne soli, srebrni sloj se taloži na finiji, kompaktniji i ljepljiviji način nego u otopinama drugih spojeva.

Neki su predmeti od nakita presvučeni srebrom pomoću KCN soli. Autor: StockSnap. Izvor: Pixabay.

Zlato

Slično se događa u slučaju zlata (Au), kalij-aurocijanid KAu ​​(CN) ₂ i kalijev aurocijanid KAu ​​(CN) ₄ koriste se za elektroliziranje pozlaćivanja drugih metala.

Pozlaćeni električni konektori koji mogu koristiti KCN soli. Cjp24. Izvor: Wikimedia Commons.

Ostale uporabe

Evo još nekih primjena kalijevog cijanida.

- Za industrijski postupak stvrdnjavanja čelika nitriranjem (dodavanje dušika).

- Za čišćenje metala.

- U procesima ispisa i fotografije.

- Ranije se koristio za vađenje zlata i srebra iz minerala koji ih sadrže, ali kasnije ga je zamijenio natrijev cijanid NaCN, koji je jeftiniji, iako podjednako toksičan.

- Kao insekticid za zapaljenje drveća, brodica, željezničkih automobila i skladišta.

- Kao reagens u analitičkoj kemiji, odnosno za kemijsku analizu.

- Za pripremu drugih kemijskih spojeva, poput boja i boja.

Iskopavanje zlata u Južnoj Africi 1903. korištenjem KCN-a što je rezultiralo smrtonosnim onečišćenjem okolnog okoliša. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, vojvoda, 1845-1914; Creswicke, Louis. Izvor: Wikimedia Commons.

rizici

KCN je vrlo otrovni spoj za životinje i većinu biljaka i mikroorganizama. Klasificiran je kao super toksičan. Smrtonosna je čak i u vrlo malim količinama.

Štetni učinak može nastati udisanjem, dodirom kože ili očiju ili gutanjem. Inhibira mnoge metaboličke procese, posebno bjelančevine u krvi koji su uključeni u transport kisika poput hemoglobina.

Utječe na organe ili sustave koji su najosjetljiviji na pomanjkanje kisika, kao što su središnji živčani sustav (mozak), kardiovaskularni sustav (srce i krvne žile) i pluća.

Kalijev cijanid otrov je. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Izvor: Pixabay.

Mehanizam djelovanja

KCN ometa sposobnost tijela da koristi kisik.

Cijanidni ion CN ^- KCN ima visoki afinitet prema željeznom ionu Fe ³⁺, što znači da kad se cijanid apsorbira, brzo reagira s Fe ³⁺ u krvi i tkivima.

Na taj način sprječava stanice da dišu, a one ulaze u stanje nedostatka kisika, jer iako pokušavaju disati, ne mogu ga koristiti.

Tada dolazi do prolaznog stanja hiperapneje (obustava disanja) i glavobolje, te na kraju smrt od zastoja disanja.

Dodatni rizici

Pri zagrijavanju stvara vrlo otrovne plinove poput HCN, dušikovih oksida NO _x, kalijevog oksida K ₂ O i ugljičnog monoksida CO.

U kontaktu s vlagom oslobađa HCN koji je lako zapaljiv i vrlo toksičan.

KCN je također vrlo otrovan i za vodene organizme. Nikada ga ne treba odlagati u okoliš, jer može doći do kontaminacije voda u kojima piju životinje i ribe.

Međutim, postoje bakterije koje proizvode cijanid, poput Chromobacterium violaceum i neke vrste Pseudomonas.

Nedavna istraživanja

Istraživači su otkrili da se zelena alga Chlorella vulgaris može koristiti za liječenje vode onečišćene KCN kalijevim cijanidom u malim koncentracijama.

Alga je uspjela učinkovito ukloniti KCN, jer je to u malim količinama stimuliralo rast algi, jer je aktivirao unutarnji mehanizam za otpor toksičnosti KCN-a.

To znači da alga Chlorella vulgaris može potencijalno ukloniti cijanid i da bi se s tim mogla osmisliti učinkovita metoda biološkog liječenja onečišćenjem cijanidom.

Slika alge Chlorella vulgaris promatrana pod mikroskopom. ja: Korisnik: NEON / Korisnik: NEON_ja. Izvor: Wikimedia Commons.

Reference

1. Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Kalijev cijanid. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. Oporavak od pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Coppock, RW (2009). Prijetnje divljini od kemijskih ratnih agenasa. U Priručniku za toksikologiju sredstava kemijskog rata. Oporavljeno od sciencedirect.com.
3. Liu, Q. (2017). Procjena uklanjanja kalija-cijanida i njegove toksičnosti u zelenim algama (Chlorella vulgaris). Bik okruženje zagađuje toksikolom. 2018; 100 (2): 228-233. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
4. Nacionalni zavod za zaštitu na radu (NIOSH). (2011). Kalijev cijanid: sistemski agens. Oporavak od cdc.gov.
5. Alvarado, LJ i sur. (2014). Otkrivanje, struktura i funkcija Riboswitch. Sinteza Uracila. In Methods in Enzymology. Oporavljeno od sciencedirect.com.