سيانيد البوتاسيوم (KCN): الخصائص ، الاستخدامات ، الهياكل ، المخاطر ، - كيمياء - 2026

و سيانيد البوتاسيوم هو مركب غير عضوي يتكون من أيون البوتاسيوم K ⁺ والسيانيد أيون CN ^-. صيغته الكيميائية هي KCN. إنها مادة صلبة بلورية بيضاء ، شديدة السمية.

KCN قابل للذوبان للغاية في الماء وعندما يذوب يتحلل مائيًا لتشكيل حمض الهيدروسيانيك أو سيانيد الهيدروجين HCN ، وهو أيضًا سام جدًا. يمكن أن يشكل سيانيد البوتاسيوم أملاحًا مركبة من الذهب والفضة ، ولهذا كان يستخدم سابقًا لاستخراج هذه المعادن الثمينة من معادن معينة.

سيانيد البوتاسيوم KCN الصلب. morienus (تم الرفع بواسطة de: Benutzer: BXXXD من de: wiki). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

يستخدم KCN لطلاء المعادن الرخيصة بالذهب والفضة من خلال عملية كهروكيميائية ، أي طريقة يتم فيها تمرير تيار كهربائي من خلال محلول يحتوي على ملح يتكون من معدن ثمين وسيانيد وبوتاسيوم.

يجب التعامل مع سيانيد البوتاسيوم ، لاحتوائه على السيانيد ، بحذر شديد ، باستخدام الأدوات المناسبة. لا ينبغي أبدًا التخلص منه في البيئة ، لأنه أيضًا شديد السمية لمعظم الحيوانات والنباتات.

ومع ذلك ، يتم دراسة الطرق التي تستخدم الطحالب الشائعة لإزالة سيانيد البوتاسيوم من المياه الملوثة بتركيزات منخفضة منه.

بناء

KCN هو مركب أيوني تتكون من K ⁺ الموجبة البوتاسيوم وCN ^- أنيون السيانيد. في هذا يتم ربط ذرة الكربون بذرة النيتروجين بواسطة رابطة تساهمية ثلاثية.

التركيب الكيميائي لسيانيد البوتاسيوم KCN. كاباشيو. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

في سيانيد البوتاسيوم الصلب ، يمكن أن يدور CN ^- الأنيون بحرية بحيث يتصرف كأنيون كروي ، ونتيجة لذلك فإن بلورة KCN لها بنية مكعبة مماثلة لتلك الموجودة في كلوريد البوتاسيوم KCl.

هيكل بلوري KCN. بنجه- bmm27. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

التسمية

- سيانيد البوتاسيوم

- سيانيد البوتاسيوم

- سيانوبوتاسيوم

الخصائص

الحالة الفيزيائية

صلبة بلورية بيضاء. بلورات مكعبة.

الوزن الجزيئي الغرامي

65.116 جم / مول.

نقطة الانصهار

634.5 درجة مئوية

نقطة الغليان

1625 درجة مئوية.

كثافة

1.55 جم / سم ³ عند 20 درجة مئوية.

الذوبان

شديد الذوبان في الماء: 716 جم / لتر عند 25 درجة مئوية و 100 جم / 100 مل من الماء عند 80 درجة مئوية. قابل للذوبان قليلاً في الميثانول: 4.91 جم / 100 جم من الميثانول عند 19.5 درجة مئوية. قليل الذوبان في الإيثانول: 0.57 جم / 100 جم من الإيثانول عند 19.5 درجة مئوية.

الرقم الهيدروجيني

المحلول المائي 6.5 جم من KCN في 1 لتر من الماء له درجة حموضة 11.0.

ثابت التحلل المائي

KCN قابل للذوبان للغاية في الماء. عندما يذوب، أيون السيانيد CN ^- التي تأخذ بروتون H ⁺ من الماء لتشكيل HCN حمض الهيدروسيانيك ويحرر على OH ^- ايون:

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

يشير ثابت التحلل المائي إلى الاتجاه الذي يتم به تنفيذ التفاعل المذكور.

K _h = 2.54 × 10 ^-5

تطلق محاليل KCN المائية سيانيد الهيدروجين HCN في البيئة عند تسخينها فوق 80 درجة مئوية.

الخواص الكيميائية

إنه غير قابل للاشتعال ، ولكن عندما يتم تسخين KCN الصلب للتحلل ، فإنه ينبعث منه غازات شديدة السمية من سيانيد الهيدروجين HCN وأكاسيد النيتروجين NO _x وأكسيد البوتاسيوم K ₂ O وأول أكسيد الكربون CO.

يتفاعل KCN مع أملاح الذهب لتكوين aurocyanide البوتاسيوم KAu (CN) ₂ والبوتاسيوم aurocyanide KAu (CN) ₄. هذه أملاح معقدة عديمة اللون. مع Ag المعدني الفضي ، تشكل KCN البوتاسيوم argentocyanide KAg (CN) ₂.

يتفاعل أيون السيانيد الموجود في KCN مع بعض المركبات العضوية التي تحتوي على الهالوجينات (مثل الكلور أو البروم) ويحل محله. على سبيل المثال ، يتفاعل مع حمض البرومو أسيتيك لإعطاء حمض سيانو أسيتيك.

خصائص أخرى

إنه استرطابي ، يمتص الرطوبة من البيئة.

لها رائحة لوز مُر خفيفة ، لكن لم يتم اكتشاف ذلك من قبل جميع الناس.

الحصول

يتم تحضير KCN عن طريق تفاعل هيدروكسيد البوتاسيوم KOH في محلول مائي مع سيانيد الهيدروجين HCN. يتم الحصول عليها أيضًا عن طريق تسخين فيروسيانيد البوتاسيوم K ₄ Fe (CN) ₆:

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

استخدم في الطلاء الكهربائي للمعادن

يتم استخدامه في عملية طلاء المعادن منخفضة القيمة بالذهب والفضة. إنها عملية إلكتروليتية ، أي ، يتم تمرير الكهرباء عبر محلول مائي بأملاح مناسبة.

فضة

يستخدم البوتاسيوم أرجنتوسيانيد KAg (CN) ₂ لطلاء المعادن الرخيصة بالفضة (Ag).

يتم وضعها في محلول مائي من البوتاسيوم argentocyanide KAg (CN) ₂ ، حيث يكون الأنود أو القطب الموجب عبارة عن قضيب من الفضة النقية (Ag) والقطب السالب هو المعدن الرخيص الذي تريد تغطيته بالفضة.

عندما يمر تيار كهربائي عبر المحلول ، تترسب الفضة على المعدن الآخر. عند استخدام أملاح السيانيد ، يتم ترسيب الطبقة الفضية بطريقة أدق وأكثر إحكاما وتماسكًا من محاليل المركبات الأخرى.

بعض المجوهرات مطلية بالفضة باستخدام أملاح KCN. المؤلف: StockSnap. المصدر: Pixabay.

ذهب

وبالمثل في حالة الذهب (Au) ، يتم استخدام البوتاسيوم aurocyanide KAu (CN) ₂ والبوتاسيوم aurocyanide KAu (CN) ₄ لتلميع المعادن الأخرى كهربائياً.

موصلات كهربائية مطلية بالذهب ربما تستخدم أملاح KCN. Cjp24. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

استخدامات اخرى

فيما يلي بعض الاستخدامات الأخرى لسيانيد البوتاسيوم.

- للعملية الصناعية لتصلب الفولاذ بالنيتر (إضافة النيتروجين).

- لتنظيف المعادن.

- في عمليات الطباعة والتصوير.

- كانت تستخدم سابقًا لاستخراج الذهب والفضة من المعادن التي تحتوي عليها ، ولكن لاحقًا تم استبدالها بسيانيد الصوديوم NaCN ، وهو أقل تكلفة ، على الرغم من نفس السمية.

- كمبيد حشري لتبخير الأشجار والقوارب وعربات السكك الحديدية والمستودعات.

- ككاشف في الكيمياء التحليلية ، أي لإجراء التحليل الكيميائي.

- لتحضير المركبات الكيميائية الأخرى ، مثل الملونات والأصباغ.

تعدين الذهب في جنوب إفريقيا عام 1903 باستخدام KCN مما أدى إلى تلوث قاتل للبيئة المحيطة. أرغيل ، جون دوجلاس ساذرلاند كامبل ، دوق ، 1845-1914 ؛ كريسويك ، لويس. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

المخاطر

KCN هو مركب سام للغاية للحيوانات ومعظم النباتات والكائنات الحية الدقيقة. تصنف على أنها شديدة السمية. إنها قاتلة حتى بكميات صغيرة جدًا.

يمكن أن يحدث تأثيره الضار عن طريق الاستنشاق أو ملامسة الجلد أو العينين أو الابتلاع. يثبط العديد من عمليات التمثيل الغذائي ، وخاصة بروتينات الدم التي تشارك في نقل الأكسجين مثل الهيموجلوبين.

إنه يؤثر على الأعضاء أو الأنظمة الأكثر حساسية لحرمان الأكسجين ، مثل الجهاز العصبي المركزي (الدماغ) والجهاز القلبي الوعائي (القلب والأوعية الدموية) والرئتين.

سيانيد البوتاسيوم سم. المؤلف: Clker-Free-Vector-Images. المصدر: Pixabay.

آلية العمل

يتعارض KCN مع قدرة الجسم على استخدام الأكسجين.

أيون السيانيد CN ^- من KCN له تقارب كبير مع أيون الحديديك Fe ³⁺ ، مما يعني أنه عند امتصاص السيانيد ، فإنه يتفاعل بسرعة مع Fe ³⁺ في الدم والأنسجة.

وبهذه الطريقة يمنع الخلايا من التنفس ، والتي تدخل في حالة نقص الأكسجين ، لأنها رغم محاولتها التنفس لا يمكنها استخدامها.

ثم هناك حالة عابرة من فرط التنفس (توقف التنفس) والصداع ، وأخيرا الموت من توقف التنفس.

مخاطر إضافية

عند تسخينه ، ينتج غازات شديدة السمية مثل HCN وأكاسيد النيتروجين NO _x وأكسيد البوتاسيوم K ₂ O وأول أكسيد الكربون CO.

عند ملامسته للرطوبة فإنه يطلق HCN وهو شديد الاشتعال وسام للغاية.

KCN شديد السمية للكائنات المائية أيضًا. لا ينبغي أبدًا التخلص منه في البيئة ، حيث يمكن أن يحدث تلوث للمياه حيث تشرب الحيوانات وتعيش فيها الأسماك.

ومع ذلك ، هناك بكتيريا تنتج السيانيد مثل Chromobacterium violaceum وبعض أنواع Pseudomonas.

الدراسات الحديثة

وجد الباحثون أن الطحالب الخضراء Chlorella vulgaris يمكن استخدامها لمعالجة المياه الملوثة بسيانيد البوتاسيوم KCN بتركيزات منخفضة.

كانت الطحالب قادرة على إزالة KCN بكفاءة ، حيث حفز هذا بكميات منخفضة نمو الطحالب منذ تنشيط آلية داخلية لمقاومة سمية KCN.

وهذا يعني أن الطحالب Chlorella vulgaris لديها القدرة على إزالة السيانيد وأن هذا يمكن أن يكون وسيلة فعالة للمعالجة البيولوجية للتلوث بالسيانيد.

لوحظت صورة الطحلب Chlorella vulgaris تحت المجهر. ja: المستخدم: NEON / المستخدم: NEON_ja. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

المراجع

1. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). سيانيد البوتاسيوم. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. كوبوك ، آر دبليو (2009). تهديدات وكلاء الحرب الكيميائية للحياة البرية. في كتيب علم السموم من وكلاء الحرب الكيميائية. تعافى من sciencedirect.com.
3. ليو ، كيو (2017). تقييم إزالة سيانيد البوتاسيوم وسميته في الطحالب الخضراء (Chlorella vulgaris). الثور البيئة كونتام توكسيكول. 2018 ؛ 100 (2): 228-233. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
4. المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH). (2011). سيانيد البوتاسيوم: عامل جهازي. تعافى من cdc.gov.
5. ألفارادو ، إل جيه وآخرون. (2014). اكتشاف Riboswitch والبنية والوظيفة. توليف اليوراسيل. في طرق في علم الانزيمات. تعافى من sciencedirect.com.