Proprietà, usi, strutture, rischi del cianuro di potassio (KCN),

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Egbert Haynes

Il cianuro di potassio è un composto inorganico formato da uno ione K di potassio+ e uno ione cianuro CN-. La sua formula chimica è KCN. È un solido cristallino bianco, estremamente velenoso.

Il KCN è molto solubile in acqua e una volta disciolto si idrolizza formando acido cianidrico o acido cianidrico HCN, anch'esso molto velenoso. Il cianuro di potassio può formare sali composti con oro e argento, motivo per cui in passato veniva utilizzato per estrarre questi metalli preziosi da alcuni minerali..

Cianuro di potassio KCN solido. morienus (caricato da de: Benutzer: BXXXD da de: wiki) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Il KCN viene utilizzato per rivestire metalli economici con oro e argento attraverso un processo elettrochimico, ovvero un metodo in cui una corrente elettrica viene fatta passare attraverso una soluzione contenente un sale costituito dal metallo prezioso, cianuro e potassio..

Il cianuro di potassio, poiché contiene cianuro, deve essere maneggiato con molta cura, con attrezzi idonei. Non dovrebbe mai essere smaltito nell'ambiente, perché è anche molto tossico per la maggior parte degli animali e delle piante..

Tuttavia, sono allo studio metodi che utilizzano alghe comuni per rimuovere il cianuro di potassio dalle acque contaminate con basse concentrazioni di cianuro di potassio..

Indice articolo

  • 1 Struttura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 Proprietà
    • 3.1 Stato fisico
    • 3.2 Peso molecolare
    • 3.3 Punto di fusione
    • 3.4 Punto di ebollizione
    • 3.5 Densità
    • 3.6 Solubilità
    • 3,7 pH
    • 3.8 Costante di idrolisi
    • 3.9 Proprietà chimiche
    • 3.10 Altre proprietà
  • 4 Ottenimento
  • 5 Uso nella galvanica dei metalli
    • 5.1 Argento
    • 5.2 Oro
    • 5.3 Altri usi
  • 6 Rischi
  • 7 Meccanismo d'azione
    • 7.1 Rischi aggiuntivi
  • 8 Studi recenti
  • 9 Riferimenti

Struttura

KCN è un composto ionico formato da un catione K. di potassio+ e un anione cianuro CN-. In questo, l'atomo di carbonio è legato all'atomo di azoto da un triplo legame covalente..

Struttura chimica del cianuro di potassio KCN. Capaccio [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nel cianuro di potassio solido l'anione CN- Può ruotare liberamente quindi si comporta come un anione sferico, di conseguenza il cristallo KCN ha una struttura cubica simile a quella del cloruro di potassio KCl.

Struttura in cristallo KCN. Benjah-bmm27 [Dominio pubblico]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Cianuro di potassio

- Cianuro di potassio

- Cyanopotassium

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino bianco. Cristalli cubici.

Peso molecolare

65,116 g / mol.

Punto di fusione

634,5 ° C

Punto di ebollizione

1625 ° C.

Densità

1,55 g / cm3 a 20 ° C.

Solubilità

Molto solubile in acqua: 716 g / L a 25 ° C e 100 g / 100 mL di acqua a 80 ° C. Leggermente solubile in metanolo: 4,91 g / 100 g di metanolo a 19,5 ° C. Molto leggermente solubile in etanolo: 0,57 g / 100 g di etanolo a 19,5 ° C.

pH

Una soluzione acquosa di 6,5 g di KCN in 1 L di acqua ha un pH di 11,0.

Costante di idrolisi

KCN è molto solubile in acqua. Quando si dissolve, lo ione cianuro CN è libero- che prende un protone H+ di acqua per formare acido cianidrico HCN e rilasciare uno ione OH-:

CN- + HDueO → HCN + OH-

La costante di idrolisi indica la tendenza con cui viene condotta detta reazione.

Kh = 2,54 x 10-5

Le soluzioni acquose di KCN rilasciano acido cianidrico HCN nell'ambiente quando riscaldate a temperature superiori a 80 ° C.

Proprietà chimiche

Non è infiammabile, ma quando il KCN solido viene riscaldato fino alla decomposizione emette gas molto tossici di acido cianidrico HCN, ossidi di azoto NOX, ossido di potassio KDueO e monossido di carbonio CO.

KCN reagisce con i sali d'oro per formare aurocianuro di potassio KAu (CN)Due e potassio atrio KAu (CN)4. Questi sono sali complessi incolori. Con il metallo argentato Ag, KCN forma l'argentocianuro di potassio KAg (CN)Due.

Lo ione cianuro di KCN reagisce con alcuni composti organici che hanno alogeni (come il cloro o il bromo) e ne prende il posto. Ad esempio, reagisce con l'acido bromoacetico per dare acido cianoacetico..

Altre proprietà

È igroscopico, assorbe l'umidità dall'ambiente.

Ha un leggero odore di mandorla amara, ma questo non viene rilevato da tutte le persone.

Ottenere

KCN viene preparato facendo reagire idrossido di potassio KOH in soluzione acquosa con acido cianidrico HCN. Si ottiene anche riscaldando ferrocianuro di potassio K4Fede (CN)6:

K4Fede (CN)6 → 4 KCN + 2 C + NDue↑ + Fede

Utilizzo nella galvanica dei metalli

Viene utilizzato nel processo di rivestimento di metalli di scarso valore con oro e argento. È un processo elettrolitico, cioè l'elettricità viene fatta passare attraverso una soluzione acquosa con sali appropriati.

Argento

Viene utilizzato l'argentocianuro di potassio KAg (CN)Due per il rivestimento d'argento (Ag) metalli più economici.

Questi sono posti in una soluzione acquosa di argentocianuro di potassio KAg (CN)Due, dove l'anodo o polo positivo è una barra di argento puro (Ag) e il catodo o polo negativo è il metallo economico che vuoi rivestire con argento.

Quando una corrente elettrica attraversa la soluzione, l'argento si deposita sull'altro metallo. Quando si utilizzano sali di cianuro, lo strato d'argento si deposita in modo più fine, compatto e aderente rispetto alle soluzioni di altri composti..

Alcuni articoli di gioielleria sono placcati con argento utilizzando sali KCN. Autore: StockSnap. Fonte: Pixabay.

Oro

Allo stesso modo nel caso dell'oro (Au), l'aurocianuro di potassio KAu (CN)Due e potassio atrio KAu (CN)4 sono usati per dorare elettroliticamente altri metalli.

Connettori elettrici placcati in oro possibilmente utilizzando sali KCN. Cjp24 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Altri usi

Ecco alcuni altri usi del cianuro di potassio.

- Per il processo industriale di tempra dell'acciaio mediante nitrurazione (aggiunta di azoto).

- Per la pulizia dei metalli.

- Nei processi di stampa e fotografia.

- Un tempo veniva utilizzato per l'estrazione di oro e argento dai minerali che li contengono, ma successivamente è stato sostituito dal cianuro di sodio NaCN che è meno costoso, sebbene altrettanto tossico.

- Come insetticida per irrorare alberi, navi, vagoni ferroviari e magazzini.

- Come reagente in chimica analitica, cioè per fare analisi chimiche.

- Per preparare altri composti chimici, come coloranti e coloranti.

L'estrazione dell'oro in Sud Africa nel 1903 utilizzando KCN con conseguente inquinamento mortale dell'ambiente circostante. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, Duca di, 1845-1914; Creswicke, Louis [Nessuna restrizione]. Fonte: Wikimedia Commons.

Rischi

KCN è un composto molto velenoso per gli animali e la maggior parte delle piante e dei microrganismi. È classificato come super tossico. È letale anche in quantità molto piccole.

Il suo effetto dannoso può verificarsi per inalazione, contatto con la pelle o gli occhi o per ingestione. Inibisce molti processi metabolici, in particolare le proteine ​​del sangue coinvolte nel trasporto dell'ossigeno come l'emoglobina.

Colpisce gli organi o sistemi più sensibili alla mancanza di ossigeno, come il sistema nervoso centrale (cervello), il sistema cardiovascolare (cuore e vasi sanguigni) e i polmoni.

Il cianuro di potassio è un veleno. Autore: Clker-Free-Vector-Images. Fonte: Pixabay.

Meccanismo di azione

KCN interferisce con la capacità del corpo di utilizzare l'ossigeno.

Lo ione cianuro CN- KCN ha un'elevata affinità per lo ione ferrico Fe3+, il che significa che quando il cianuro viene assorbito reagisce rapidamente con Fe3+ di sangue e tessuti.

In questo modo impedisce la respirazione delle cellule, che entrano in uno stato di mancanza di ossigeno, perché sebbene provino a respirare, non possono utilizzarlo..

Poi c'è uno stato transitorio di iperapnea (sospensione del respiro) e mal di testa, e infine la morte per arresto respiratorio..

Rischi aggiuntivi

Quando riscaldato produce gas molto tossici come HCN, ossidi di azoto NOX, ossido di potassio KDueO e monossido di carbonio CO.

Quando viene a contatto con l'umidità, rilascia HCN che è altamente infiammabile e molto tossico..

KCN è anche molto velenoso per gli organismi acquatici. Non dovrebbe mai essere smaltito nell'ambiente, poiché può verificarsi la contaminazione delle acque in cui gli animali bevono e vivono i pesci.

Tuttavia, ci sono batteri che producono cianuro come Chromobacterium violaceum e alcune specie di Pseudomonas.

Studi recenti

Alcuni ricercatori hanno scoperto che le alghe verdi Chlorella vulgaris può essere utilizzato per trattare l'acqua contaminata con cianuro di potassio KCN a basse concentrazioni.

Le alghe sono state in grado di rimuovere efficacemente il KCN, poiché questo in piccole quantità stimolava la crescita delle alghe poiché attivava un meccanismo interno per resistere alla tossicità del KCN.

Ciò significa che l'alga Chlorella vulgaris ha il potenziale per rimuovere il cianuro e che un metodo efficace per il trattamento biologico della contaminazione da cianuro potrebbe essere progettato con questo.

Immagine di alga Chlorella vulgaris osservato al microscopio. ja: Utente: NEON / Utente: NEON_ja [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Riferimenti

  1. NOI. Biblioteca nazionale di medicina. (2019). Cianuro di potassio. Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Coppock, R.W. (2009). Minacce alla fauna selvatica da parte di agenti di guerra chimica. In Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. Recupero da sciencedirect.com.
  3. Liu, Q. (2017). Valutazione della rimozione del cianuro di potassio e della sua tossicità nelle alghe verdi (Chlorella vulgaris). Bull Environ Contam Toxicol. 2018; 100 (2): 228-233. Recupero da ncbi.nlm.nih.gov.
  4. L'Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH). (2011). Cianuro di potassio: agente sistemico. Recuperato da cdc.gov.
  5. Alvarado, L.J. et al. (2014). Scoperta, struttura e funzione di Riboswitch. Sintesi di uracile. In Methods in Enzymology. Recupero da sciencedirect.com.

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