KALIUMCYANID (KCN): EGENSKAPER, ANVÄNDNING, STRUKTURER, RISKER, - KEMI - 2025

Den kaliumcyanid är en oorganisk förening bestående av en kaliumjon K ⁺ och cyanidjon CN ^- . Dess kemiska formel är KCN. Det är ett vitt kristallint fast ämne, extremt giftigt.

KCN är mycket lösligt i vatten och när den upplöses hydrolyserar den till bildning av hydrocyansyra eller HCN vätecyanid, vilket också är mycket giftigt. Kaliumcyanid kan bilda sammansatta salter med guld och silver, varför det tidigare användes för att utvinna dessa ädla metaller från vissa mineraler.

Fast KCN-kaliumcyanid. morienus (uppladdad av de: Benutzer: BXXXD från de: wiki). Källa: Wikimedia Commons.

KCN används för att belägga billiga metaller med guld och silver genom en elektrokemisk process, det vill säga en metod där en elektrisk ström passeras genom en lösning som innehåller ett salt som består av ädelmetallen, cyanid och kalium.

Eftersom kaliumcyanid innehåller cyanid måste hanteras med stor försiktighet med lämpliga redskap. Det får aldrig kastas i miljön, eftersom det också är mycket giftigt för de flesta djur och växter.

Emellertid studeras metoder som använder vanliga alger för att avlägsna kaliumcyanid från vatten förorenade med låga koncentrationer av den.

Strukturera

KCN är en jonisk förening som består av en K ⁺ kaliumkation och en CN ^- cyanidanjon . I detta är kolatomen fäst till kväveatomen genom en trippel kovalent bindning.

Kemisk struktur av KCN-kaliumcyanid. Capaccio. Källa: Wikimedia Commons.

I fast kaliumcyanid, KN ^- anjonen kan rotera fritt så det uppför sig som en sfärisk anjon, som en konsekvens av KCN kristallen har en kubisk struktur liknande den för kaliumklorid KCl.

KCN-kristallstruktur. Benjah-bmm27. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Kaliumcyanid

- Kaliumcyanid

- Cyanopotassium

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Vitt kristallint fast ämne. Kubiska kristaller.

Molekylvikt

65,166 g / mol.

Smältpunkt

634,5 ° C

Kokpunkt

1625 ° C

Densitet

1,55 g / cm ^{^} vid 20 ° C

löslighet

Mycket lösligt i vatten: 716 g / L vid 25 ° C och 100 g / 100 ml vatten vid 80 ° C. Lite lösligt i metanol: 4,91 g / 100 g metanol vid 19,5 ° C. Mycket svagt lösligt i etanol: 0,57 g / 100 g etanol vid 19,5 ° C.

pH

En vattenlösning av 6,5 g KCN i 1 1 vatten har ett pH av 11,0.

Hydrolyskonstant

KCN är mycket lösligt i vatten. När den upplöses kvarstår cyanidjonen CN ^- som tar en proton H ⁺ från vatten för att bilda hydrocyansyra HCN och frigör en OH ^- jon kvar :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Hydrolyskonstanten indikerar den tendens med vilken reaktionen genomförs.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

Vattenhaltiga KCN-lösningar frisätter vätecyanid av HCN i miljön vid uppvärmning över 80 ° C.

Kemiska egenskaper

Det är inte brandfarlig, men när fast KCN upphettas till sönderfall den avger mycket giftiga gaser av vätecyanid HCN, kväveoxider NO _x , kaliumoxid K ₂ O och kolmonoxid CO.

KCN reagerar med guldsalter för att bilda kaliumurocyanid KAu ​​(CN) ₂ och kaliumururyanyan KAu (CN) ₄ . Dessa är färglösa komplexa salter. Med silvermetallen Ag bildar KCN kaliumargentocyanid KAg (CN) ₂ .

Cyanidjonen i KCN reagerar med vissa organiska föreningar som har halogener (såsom klor eller brom) och tar sin plats. Till exempel reagerar den med bromättiksyra för att ge cyanoättiksyra.

Andra egenskaper

Det är hygroskopiskt, det absorberar fukt från miljön.

Den har en mild bitter mandellukt, men detta upptäcks inte av alla människor.

Erhållande

KCN framställs genom att reagera KOH-kaliumhydroxid i vattenlösning med HCN-vätecyanid. Det erhålls också genom uppvärmning av kaliumferrocyanid K ₄ Fe (CN) ₆ :

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

Används för galvanisering av metaller

Det används för att belägga metaller med lågt värde med guld och silver. Det är en elektrolytisk process, det vill säga elektricitet passeras genom en vattenlösning med lämpliga salter.

Silver

Kaliumargentocyanid KAg (CN) _{2 används för} att belägga billigare metaller med silver (Ag).

Dessa placeras i en vattenlösning av kaliumargentocyanid KAg (CN) ₂ , där anoden eller den positiva polen är en stapel av rent silver (Ag) och katoden eller den negativa polen är den billiga metallen som du vill täcka med silver.

När en elektrisk ström passerar genom lösningen avsätts silver på den andra metallen. När cyanidsalter används avsätts silverlagret på ett finare, mer kompakt och vidhäftande sätt än i lösningar av andra föreningar.

Vissa smyckevaror är pläterade med silver med hjälp av KCN-salter. Författare: StockSnap. Källa: Pixabay.

Guld

På samma sätt när det gäller guld (Au) används KAu (CN) ₂ kaliumurocyanid och KAu (CN) ₄ kaliumurocyanid för elektrolytisk förgyllning av andra metaller.

Guldpläterade elektriska kontakter möjligen med hjälp av KCN-salter. Cjp24. Källa: Wikimedia Commons.

Andra användningsområden

Här är några andra användningar för kaliumcyanid.

- För den industriella processen för härdning av stål genom nitrering (tillsats av kväve).

- För rengöring av metaller.

- I tryck- och fotograferingsprocesser.

- Tidigare användes det för extraktion av guld och silver från mineralerna som innehåller dem, men senare ersattes det med natriumcyanid NaCN, vilket är billigare, men lika giftigt.

- Som ett insektsmedel för rökning av träd, båtar, järnvägsbilar och lager.

- Som reagens i analytisk kemi, det vill säga att göra kemisk analys.

- Att framställa andra kemiska föreningar, till exempel färgämnen och färgämnen.

Guldbrytning i Sydafrika 1903 med användning av KCN vilket resulterade i dödlig förorening av den omgivande miljön. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, hertigen av, 1845-1914; Creswicke, Louis. Källa: Wikimedia Commons.

risker

KCN är en mycket giftig förening för djur och de flesta växter och mikroorganismer. Det klassificeras som supertoxiskt. Det är dödligt även i mycket små mängder.

Dess skadliga effekt kan uppstå genom inandning, kontakt med huden eller ögonen eller förtäring. Det hämmar många metaboliska processer, särskilt blodproteiner som är involverade i syretransport, såsom hemoglobin.

Det påverkar de organ eller system som är mest känsliga för syrebrist, såsom centrala nervsystemet (hjärnan), det kardiovaskulära systemet (hjärta och blodkärl) och lungorna.

Kaliumcyanid är ett gift. Författare: Clker-Free-Vector-Images. Källa: Pixabay.

Handlingsmekanism

KCN stör kroppens förmåga att använda syre.

Cyanidjonen CN ^- från KCN har en hög affinitet för järnjon Fe ³⁺ , vilket innebär att när cyanid absorberas reagerar den snabbt med Fe ³⁺ i blod och vävnader.

På detta sätt hindrar det cellerna från att andas, som kommer in i ett tillstånd av brist på syre, för även om de försöker andas kan de inte använda det.

Sedan finns det ett övergående tillstånd av hyperapné (andningssuspension) och huvudvärk, och slutligen dödsfall från andningsstopp.

Ytterligare risker

Vid upphettning, ger det mycket giftiga gaser såsom HCN, kväveoxider NO _x , kaliumoxid K ₂ O och kolmonoxid CO.

Vid kontakt med fukt frigör det HCN som är mycket brandfarligt och mycket giftigt.

KCN är också mycket giftigt för vattenlevande organismer. Det får aldrig bortskaffas i miljön, eftersom det kan uppstå förorening av vatten där djur dricker och fiskar lever.

Men det finns bakterier som producerar cyanid såsom Chromobacterium violaceum och vissa arter av Pseudomonas.

Nyliga studier

Forskare har funnit att grönalgerna Chlorella vulgaris kan användas för att behandla vatten förorenat med KCN-kaliumcyanid i låga koncentrationer.

Algerna kunde effektivt avlägsna KCN, eftersom detta i låga mängder stimulerade tillväxten av algerna eftersom det aktiverade en inre mekanism för att motstå toxiciteten hos KCN.

Detta betyder att algerna Chlorella vulgaris har potential att avlägsna cyanid och att detta kan vara en effektiv metod för biologisk behandling av cyanidföroreningar.

Bild av algen Chlorella vulgaris observerad under ett mikroskop. ja: Användare: NEON / Användare: NEON_ja. Källa: Wikimedia Commons.

referenser

1. US National Library of Medicine. (2019). Kaliumcyanid. National Center for Biotechnology Information. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Coppock, RW (2009). Hot mot vilda djur av kemiska krigsföring agenter. I Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. Återställs från sciencedirect.com.
3. Liu, Q. (2017). Utvärdering av avlägsnande av kaliumcyanid och dess toxicitet i gröna alger (Chlorella vulgaris). Bull Environ Contam Toxicol. 2018; 100 (2): 228-233. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
4. Nationella institutet för arbetssäkerhet och hälsa (NIOSH). (2011). Kaliumcyanid: systemiskt medel. Återställdes från cdc.gov.
5. Alvarado, LJ et al. (2014). Riboswitch-upptäckt, struktur och funktion. Syntes av Uracil. I Methods in Enzymology. Återställs från sciencedirect.com.