KALIUMCYANID (KCN): EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNGEN, STRUKTUREN, RISIKEN, - CHEMIE - 2025

Das Kaliumcyanid ist eine anorganische Verbindung, die aus einem Kaliumion K ⁺ und einem Cyanidion CN ^{- besteht} . Seine chemische Formel lautet KCN. Es ist ein weißer kristalliner Feststoff, extrem giftig.

KCN ist in Wasser sehr gut löslich und hydrolysiert beim Auflösen unter Bildung von Blausäure oder HCN-Cyanwasserstoff, der ebenfalls sehr giftig ist. Kaliumcyanid kann mit Gold und Silber zusammengesetzte Salze bilden, weshalb es früher verwendet wurde, um diese Edelmetalle aus bestimmten Mineralien zu extrahieren.

Festes KCN-Kaliumcyanid. morienus (hochgeladen von de: Benutzer: BXXXD aus de: wiki). Quelle: Wikimedia Commons.

KCN wird verwendet, um billige Metalle durch einen elektrochemischen Prozess mit Gold und Silber zu beschichten, dh ein Verfahren, bei dem elektrischer Strom durch eine Lösung geleitet wird, die ein Salz aus Edelmetall, Cyanid und Kalium enthält.

Kaliumcyanid muss, da es Cyanid enthält, mit geeigneten Geräten mit großer Sorgfalt behandelt werden. Es sollte niemals in die Umwelt gelangen, da es auch für die meisten Tiere und Pflanzen sehr giftig ist.

Es werden jedoch Methoden untersucht, bei denen gewöhnliche Algen verwendet werden, um Kaliumcyanid aus mit geringen Konzentrationen kontaminierten Gewässern zu entfernen.

Struktur

KCN ist eine ionische Verbindung, die aus einem K ⁺ -Kaliumkation und einem CN ^- Cyanidanion besteht . Dabei ist das Kohlenstoffatom durch eine dreifache kovalente Bindung an das Stickstoffatom gebunden.

Chemische Struktur von KCN-Kaliumcyanid. Capaccio. Quelle: Wikimedia Commons.

In festem Kaliumcyanid kann sich das CN ^- Anion frei drehen, so dass es sich wie ein kugelförmiges Anion verhält. Infolgedessen hat der KCN - Kristall eine kubische Struktur ähnlich der von Kaliumchlorid KCl.

KCN-Kristallstruktur. Benjah-bmm27. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Kaliumcyanid

- Kaliumcyanid

- Cyanopotassium

Eigenschaften

Körperlicher Status

Weißer kristalliner Feststoff. Kubische Kristalle.

Molekulargewicht

65,116 g / mol.

Schmelzpunkt

634,5 ° C.

Siedepunkt

1625 ° C.

Dichte

1,55 g / cm ³ bei 20 ° C.

Löslichkeit

In Wasser sehr gut löslich: 716 g / l bei 25 ° C und 100 g / 100 ml Wasser bei 80 ° C. In Methanol schwer löslich: 4,91 g / 100 g Methanol bei 19,5 ° C. In Ethanol sehr schwer löslich: 0,57 g / 100 g Ethanol bei 19,5 ° C.

pH

Eine wässrige Lösung von 6,5 g KCN in 1 l Wasser hat einen pH-Wert von 11,0.

Hydrolysekonstante

KCN ist in Wasser sehr gut löslich. Wenn es sich auflöst, bleibt das Cyanidion CN ^- das ein Proton H ⁺ aus Wasser unter Bildung von Blausäure HCN aufnimmt und ein OH ^- Ion freisetzt :

CN ^- + H ₂ O → HCN + OH ^-

Die Hydrolysekonstante gibt die Tendenz an, mit der die Reaktion durchgeführt wird.

K _h = 2,54 · 10 & supmin; & ^sup5;

Wässrige KCN-Lösungen setzen beim Erhitzen über 80 ° C HCN-Cyanwasserstoff in die Umgebung frei.

Chemische Eigenschaften

Es ist nicht brennbar, aber wenn festes KCN zur Zersetzung erhitzt wird, gibt es sehr giftige Gase von Cyanwasserstoff HCN, Stickoxiden NO _x , Kaliumoxid K ₂ O und Kohlenmonoxid CO ab.

KCN reagiert mit Goldsalzen unter Bildung von Kaliumaurocyanid KAu ​​(CN) ₂ und Kaliumaurocyanid KAu ​​(CN) ₄ . Dies sind farblose Komplexsalze. KCN bildet mit dem Silbermetall Ag das Kaliumargentocyanid KAg (CN) ₂ .

Das Cyanidion von KCN reagiert mit bestimmten organischen Verbindungen, die Halogene (wie Chlor oder Brom) enthalten, und tritt an ihre Stelle. Beispielsweise reagiert es mit Bromessigsäure zu Cyanessigsäure.

Andere Eigenschaften

Es ist hygroskopisch, es nimmt Feuchtigkeit aus der Umgebung auf.

Es hat einen milden Bittermandelgeruch, der jedoch nicht von allen Menschen erkannt wird.

Erhalten

KCN wird hergestellt, indem KOH-Kaliumhydroxid in wässriger Lösung mit HCN-Cyanwasserstoff umgesetzt wird. Es wird auch durch Erhitzen von Kaliumferrocyanid K ₄ Fe (CN) _{6 erhalten} :

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

Verwendung beim Galvanisieren von Metallen

Es wird bei der Beschichtung von Metallen mit geringem Wert mit Gold und Silber verwendet. Es ist ein elektrolytischer Prozess, dh Elektrizität wird durch eine wässrige Lösung mit geeigneten Salzen geleitet.

Silber

Kaliumargentocyanid KAg (CN) _{2 wird verwendet,} um billigere Metalle mit Silber (Ag) zu beschichten.

Diese werden in eine wässrige Lösung von Kaliumargentocyanid KAg (CN) _{2 gegeben} , wobei die Anode oder der positive Pol ein Balken aus reinem Silber (Ag) ist und die Kathode oder der negative Pol das billige Metall ist, das Sie mit Silber beschichten möchten.

Während ein elektrischer Strom durch die Lösung fließt, wird das Silber auf dem anderen Metall abgeschieden. Bei Verwendung von Cyanidsalzen wird die Silberschicht feiner, kompakter und haftender abgeschieden als in Lösungen anderer Verbindungen.

Einige Schmuckstücke werden mit KCN-Salzen mit Silber überzogen. Autor: StockSnap. Quelle: Pixabay.

Gold

In ähnlicher Weise werden im Fall von Gold (Au) Kaliumaurocyanid KAu ​​(CN) ₂ und Kaliumaurocyanid KAu ​​(CN) ₄ verwendet, um andere Metalle elektrolytisch zu vergolden.

Vergoldete elektrische Steckverbinder, möglicherweise mit KCN-Salzen. Cjp24. Quelle: Wikimedia Commons.

Andere Verwendungen

Hier sind einige andere Verwendungen für Kaliumcyanid.

- Für den industriellen Prozess des Härtens von Stahl durch Nitrieren (Zugabe von Stickstoff).

- Zum Reinigen von Metallen.

- In Druck- und Fotoprozessen.

- Früher wurde es zur Gewinnung von Gold und Silber aus den darin enthaltenen Mineralien verwendet, später jedoch durch Natriumcyanid NaCN ersetzt, das kostengünstiger, aber gleichermaßen giftig ist.

- Als Insektizid zur Begasung von Bäumen, Booten, Eisenbahnwaggons und Lagerhäusern.

- Als Reagenz in der analytischen Chemie, dh zur chemischen Analyse.

- Zur Herstellung anderer chemischer Verbindungen wie Farbstoffe und Farbstoffe.

Goldabbau in Südafrika im Jahr 1903 mit KCN, was zu einer tödlichen Verschmutzung der Umgebung führte. Argyll, John Douglas Sutherland Campbell, Herzog von 1845-1914, Creswicke, Louis. Quelle: Wikimedia Commons.

Risiken

KCN ist eine sehr giftige Verbindung für Tiere und die meisten Pflanzen und Mikroorganismen. Es ist als super giftig eingestuft. Es ist schon in sehr geringen Mengen tödlich.

Seine schädliche Wirkung kann durch Einatmen, Kontakt mit Haut oder Augen oder Verschlucken auftreten. Es hemmt viele Stoffwechselprozesse, insbesondere Blutproteine, die am Sauerstofftransport beteiligt sind, wie z. B. Hämoglobin.

Es betrifft die Organe oder Systeme, die am empfindlichsten für Sauerstoffmangel sind, wie das Zentralnervensystem (Gehirn), das Herz-Kreislauf-System (Herz und Blutgefäße) und die Lunge.

Kaliumcyanid ist ein Gift. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Quelle: Pixabay.

Wirkmechanismus

KCN beeinträchtigt die Fähigkeit des Körpers, Sauerstoff zu verbrauchen.

Das Cyanidion CN ^- von KCN hat eine hohe Affinität zum Eisen (III) -Ion Fe ³⁺ , was bedeutet, dass Cyanid bei Absorption schnell mit dem Fe ³⁺ in Blut und Geweben reagiert .

Auf diese Weise wird verhindert, dass die Zellen atmen, was zu einem Sauerstoffmangel führt, denn obwohl sie versuchen zu atmen, können sie ihn nicht verwenden.

Dann gibt es einen vorübergehenden Zustand von Hyperapnoe (Unterbrechung der Atmung) und Kopfschmerzen und schließlich den Tod durch Atemstillstand.

Zusätzliche Risiken

Beim Erhitzen entstehen sehr giftige Gase wie HCN, Stickoxide NO _x , Kaliumoxid K ₂ O und Kohlenmonoxid CO.

Bei Kontakt mit Feuchtigkeit wird HCN freigesetzt, das leicht entflammbar und sehr giftig ist.

KCN ist auch für Wasserorganismen sehr giftig. Es sollte niemals in die Umwelt entsorgt werden, da es zu einer Kontamination von Gewässern kommen kann, in denen Tiere trinken und Fische leben.

Es gibt jedoch Bakterien, die Cyanid produzieren, wie Chromobacterium violaceum und einige Arten von Pseudomonas.

Aktuelle Studien

Forscher haben herausgefunden, dass die Grünalge Chlorella vulgaris verwendet werden kann, um mit KCN-Kaliumcyanid kontaminiertes Wasser in geringen Konzentrationen zu behandeln.

Die Alge konnte das KCN effizient entfernen, da dies in geringen Mengen das Wachstum der Algen stimulierte, da es einen internen Mechanismus aktivierte, um der Toxizität des KCN zu widerstehen.

Dies bedeutet, dass Chlorella vulgaris-Algen das Potenzial haben, Cyanid zu entfernen, und dass damit eine wirksame Methode zur biologischen Behandlung von Cyanidkontaminationen entwickelt werden könnte.

Bild der unter dem Mikroskop beobachteten Alge Chlorella vulgaris. ja: Benutzer: NEON / Benutzer: NEON_ja. Quelle: Wikimedia Commons.

Verweise

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