KALI XYANUA (KCN): ĐẶC TÍNH, CÔNG DỤNG, CẤU TRÚC, RỦI RO, - HÓA HỌC - 2025

Các potassium cyanide là một hợp chất vô cơ bao gồm một ion kali K ⁺ và xyanua ion CN ^- . Công thức hóa học của nó là KCN. Nó là một chất rắn kết tinh màu trắng, cực độc.

KCN rất dễ hòa tan trong nước và khi hòa tan nó sẽ thủy phân tạo thành axit hydrocyanic hoặc HCN hydro xyanua, cũng rất độc. Kali xyanua có thể tạo thành muối hợp chất với vàng và bạc, đó là lý do tại sao trước đây nó được sử dụng để chiết xuất các kim loại quý này từ một số khoáng chất.

KCN kali xyanua rắn. morienus (tải lên bởi de: Benutzer: BXXXD từ de: wiki). Nguồn: Wikimedia Commons.

KCN được sử dụng để phủ vàng và bạc các kim loại rẻ tiền thông qua một quá trình điện hóa, tức là một phương pháp cho dòng điện chạy qua một dung dịch chứa muối bao gồm kim loại quý, xyanua và kali.

Kali xyanua, vì nó có chứa xyanua, nên phải được xử lý hết sức cẩn thận, với các dụng cụ thích hợp. Không bao giờ được thải nó ra môi trường, vì nó cũng rất độc đối với hầu hết các loài động vật và thực vật.

Tuy nhiên, các phương pháp sử dụng tảo thông thường để loại bỏ kali xyanua khỏi vùng nước bị ô nhiễm với nồng độ thấp của nó đang được nghiên cứu.

Kết cấu

KCN là một hợp chất ion được tạo thành từ một cation K ⁺ kali và một anion CN ^- xyanua . Trong trường hợp này, nguyên tử cacbon được gắn với nguyên tử nitơ bằng liên kết cộng hóa trị ba.

Cấu trúc hóa học của KCN kali xyanua. Capaccio. Nguồn: Wikimedia Commons.

Trong kali xyanua rắn, anion CN ^- có thể quay tự do nên nó hoạt động như một anion hình cầu, do đó tinh thể KCN có cấu trúc lập phương tương tự như của kali clorua KCl.

KCN cấu trúc tinh thể. 27. Nguồn: Wikimedia Commons.

Danh pháp

- Kali xyanua

- Kali xyanua

- Xyanua

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn kết tinh màu trắng. Tinh thể lập phương.

Trọng lượng phân tử

65,16 g / mol.

Độ nóng chảy

634,5 ° C

Điểm sôi

1625 ° C.

Tỉ trọng

1,55 g / cm ³ ở 20 ° C.

Độ hòa tan

Rất dễ hòa tan trong nước: 716 g / L ở 25 ° C và 100 g / 100 mL nước ở 80 ° C. Ít tan trong metanol: 4,91 g / 100 g metanol ở 19,5 ° C. Rất ít tan trong etanol: 0,57 g / 100 g etanol ở 19,5 ° C.

độ pH

Dung dịch nước chứa 6,5 ​​g KCN trong 1 L nước có pH là 11,0.

Hằng số thủy phân

KCN rất dễ hòa tan trong nước. Khi nó hòa tan, ion xyanua CN ^- lấy một proton H ⁺ từ nước để tạo thành axit hydrocyanic HCN và giải phóng một ion OH ^- vẫn còn :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Hằng số thủy phân cho biết xu hướng tiến hành phản ứng.

K _h = 2,54 x 10 ^-5

Dung dịch KCN giải phóng HCN hydro xyanua ra môi trường khi đun nóng trên 80 ° C.

Tính chất hóa học

Không dễ cháy, nhưng khi KCN rắn bị nung nóng để phân hủy nó thải ra các khí rất độc là hiđro xianua HCN, các oxit nitơ NO _x , kali oxit K ₂ O và cacbon monoxit CO.

KCN phản ứng với muối vàng tạo thành kali aurocyanide KAu (CN) ₂ và kali aurocyanide KAu (CN) ₄ . Đây là những muối phức không màu. Với kim loại bạc Ag, KCN tạo thành kali argentocyanide KAg (CN) ₂ .

Ion xyanua của KCN phản ứng với một số hợp chất hữu cơ có halogen (như clo hoặc brom) và thế chỗ của chúng. Ví dụ, nó phản ứng với axit bromoacetic để tạo ra axit xyanoacetic.

Các tài sản khác

Nó có tính hút ẩm, nó hấp thụ độ ẩm từ môi trường.

Nó có mùi hạnh nhân đắng nhẹ, nhưng điều này không được phát hiện bởi tất cả mọi người.

Thu được

KCN được điều chế bằng cách cho KOH kali hydroxit trong dung dịch nước phản ứng với HCN hydro xianua. Nó cũng thu được bằng cách nung nóng kali ferrocyanide K ₄ Fe (CN) ₆ :

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

Sử dụng trong mạ điện kim loại

Nó được sử dụng trong quá trình phủ vàng và bạc kim loại có giá trị thấp. Đó là một quá trình điện phân, tức là dòng điện được truyền qua dung dịch nước với các muối thích hợp.

Bạc

Kali argentocyanide KAg (CN) _{2 được sử dụng} để phủ bạc (Ag) lên kim loại rẻ hơn.

Chúng được đặt trong dung dịch nước của kali argentocyanide KAg (CN) ₂ , trong đó cực dương hoặc cực dương là một thanh bạc nguyên chất (Ag) và cực âm hoặc cực âm là kim loại rẻ tiền mà bạn muốn phủ bạc.

Khi có dòng điện chạy qua dung dịch, bạc sẽ bám vào kim loại kia. Khi sử dụng các muối xyanua, lớp bạc được lắng xuống một cách mịn hơn, đặc hơn và kết dính hơn so với các dung dịch của các hợp chất khác.

Một số đồ trang sức được mạ bạc bằng cách sử dụng muối KCN. Tác giả: StockSnap. Nguồn: Pixabay.

Vàng

Tương tự trong trường hợp vàng (Au), kali auroxyanua KAu (CN) ₂ và kali auroxyanua KAu (CN) ₄ được sử dụng để mạ vàng bằng điện phân các kim loại khác.

Đầu nối điện mạ vàng có thể sử dụng muối KCN. Cjp24. Nguồn: Wikimedia Commons.

Sử dụng khác

Dưới đây là một số công dụng khác của kali xyanua.

- Đối với quy trình công nghiệp làm cứng thép bằng thấm nitơ (bổ sung nitơ).

- Để làm sạch kim loại.

- Trong quá trình in ấn và chụp ảnh.

- Trước đây nó được sử dụng để khai thác vàng và bạc từ các khoáng chất có chứa chúng, nhưng sau đó nó được thay thế bằng natri xyanua NaCN, ít tốn kém hơn, mặc dù độc hại như nhau.

- Là chất diệt côn trùng để khử trùng cây cối, tàu thuyền, toa xe lửa và nhà kho.

- Là thuốc thử trong hóa phân tích, tức là dùng để phân tích hóa học.

- Để điều chế các hợp chất hóa học khác, chẳng hạn như chất màu và thuốc nhuộm.

Khai thác vàng ở Nam Phi vào năm 1903 sử dụng KCN dẫn đến ô nhiễm chết người của môi trường xung quanh. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, Công tước, 1845-1914; Creswicke, Louis. Nguồn: Wikimedia Commons.

Rủi ro

KCN là một hợp chất rất độc đối với động vật và hầu hết các loài thực vật và vi sinh vật. Nó được xếp vào loại siêu độc hại. Nó có thể gây chết người ngay cả với số lượng rất nhỏ.

Tác hại của nó có thể xảy ra khi hít phải, tiếp xúc với da hoặc mắt, hoặc nuốt phải. Nó ức chế nhiều quá trình trao đổi chất, đặc biệt là các protein trong máu có liên quan đến vận chuyển oxy như hemoglobin.

Nó ảnh hưởng đến các cơ quan hoặc hệ thống nhạy cảm nhất với việc thiếu oxy, chẳng hạn như hệ thần kinh trung ương (não), hệ thống tim mạch (tim và mạch máu) và phổi.

Kali xyanua là một chất độc. Tác giả: Clker-Free-Vector-Images. Nguồn: Pixabay.

Cơ chế hoạt động

KCN cản trở khả năng sử dụng oxy của cơ thể.

Ion xyanua CN ^- của KCN có ái lực cao với ion sắt Fe ³⁺ , có nghĩa là khi xyanua được hấp thụ, nó sẽ phản ứng nhanh chóng với Fe ³⁺ trong máu và các mô.

Bằng cách này, nó ngăn không cho các tế bào thở, chúng rơi vào trạng thái thiếu oxy, vì mặc dù chúng cố gắng thở nhưng chúng không thể sử dụng nó.

Sau đó là tình trạng ngưng thở thoáng qua (ngừng thở) và nhức đầu, và cuối cùng là tử vong do ngừng hô hấp.

Rủi ro bổ sung

Khi đun nóng, nó tạo ra các khí rất độc như HCN, nitơ oxit NO _x , kali oxit K ₂ O và cacbon monoxit CO.

Khi tiếp xúc với hơi ẩm, nó sẽ giải phóng HCN rất dễ cháy và rất độc.

KCN cũng rất độc đối với các sinh vật sống dưới nước. Không bao giờ được thải nó ra môi trường, vì có thể xảy ra ô nhiễm nước nơi động vật uống và cá sống.

Tuy nhiên, có những vi khuẩn tạo ra xyanua như Chromobacterium violaceum và một số loài Pseudomonas.

Các nghiên cứu gần đây

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tảo lục Chlorella vulgaris có thể được sử dụng để xử lý nước bị ô nhiễm KCN kali xyanua ở nồng độ thấp.

Tảo có thể loại bỏ KCN một cách hiệu quả, vì điều này với số lượng thấp đã kích thích sự phát triển của tảo vì nó kích hoạt một cơ chế bên trong để chống lại độc tính của KCN.

Điều này có nghĩa là tảo Chlorella vulgaris có tiềm năng loại bỏ xyanua và đây có thể là một phương pháp hiệu quả để xử lý sinh học đối với ô nhiễm xyanua.

Hình ảnh tảo Chlorella vulgaris được quan sát dưới kính hiển vi. ja: Người dùng: NEON / Người dùng: NEON_ja. Nguồn: Wikimedia Commons.

Người giới thiệu

1. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Kali xyanua. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Coppock, RW (2009). Các mối đe dọa đối với động vật hoang dã bởi các tác nhân chiến tranh hóa học. Trong Sổ tay Chất độc của Tác nhân Chiến tranh Hóa học. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
3. Liu, Q. (2017). Đánh giá khả năng loại bỏ Kali Xyanua và Độc tính của nó trong Tảo lục (Chlorella vulgaris). Bull Môi trường gây ô nhiễm Toxicol. 2018; 100 (2): 228-233. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
4. Viện Quốc gia về An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (NIOSH). (2011). Kali Xyanua: Tác nhân toàn thân. Đã khôi phục từ cdc.gov.
5. Alvarado, LJ và cộng sự. (2014). Khám phá Riboswitch, Cấu trúc và Chức năng. Tổng hợp Uracil. Trong Phương pháp trong Enzymology. Được khôi phục từ sciricalirect.com.