Цианид калия¶
Цианид калия (KCN) — неорганическое соединение, калиевая соль синильной кислоты (HCN). Относится к классу цианидов — солей, содержащих анион [C≡N]⁻. Представляет собой бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок с характерным запахом горького миндаля, который ощущается не всеми людьми из-за генетической неспособности различать цианистый водород. Молярная масса состава — 65,12 г/моль, температура плавления — 634 °C, кипения — 1625 °C. Цианид калия хорошо растворим в воде, спирте и глицерине. Водные растворы подвергаются гидролизу и имеют щелочную реакцию.
¶Физические и химические свойства
Цианид калия кристаллизуется в кубической сингонии, структура ионная, аналогична хлориду натрия. При нормальных условиях вещество устойчиво, но на воздухе медленно поглощает углекислый газ и влагу, выделяя синильную кислоту. При нагревании выше 600 °C цианид калия может разлагаться с выделением циана (C₂N₂).
Основные химические свойства определяются сильной связью углерод-азот в тройной связи ионa CN⁻:
- При подкислении водных растворов сильными кислотами выделяется синильная кислота (HCN) — чрезвычайно токсичный летучий газ:
KCN + HCl → KCl + HCN↑
- С солями тяжёлых металлов образует характерные нерастворимые осадки: с сульфатом железа(II) — берлинскую лазурь, с нитратом серебра — белый осадок аргентоцианида.
- При сплавлении с серой образуется тиоцианат калия (KSCN), важный аналитический реагент.
- Цианид калия является сильным комплексообразователем: с золотом и серебром образует растворимые комплексные соединения, что используется в гидрометаллургии.
¶Получение
Промышленный синтез цианида калия ведут несколькими способами:
- Синтез из цианамида кальция: сплав CaCN₂ с углём и карбонатом калия при 800–1000 °C.
- Синтез из цианида натрия: обменная реакция с карбонатом калия или хлоридом калия.
- Исторический метод Вольда: сплавление синильной кислоты с гидроксидом или карбонатом калия.
- Синтез из бария или кальция: сплавление с цианидами щелочных металлов.
¶Токсичность
Цианид калия относится к веществам чрезвычайно высокой опасности. Летальная доза для человека оценивается в 1–3 мг на килограмм массы тела при приёме внутрь. Токсичность обусловлена ионами цианида, которые необратимо связываются с железом центра цитохром-с-оксидазы (цитохрома a₃) — фермента митохондриального дыхательного цепи. В результате блокируется клеточное дыхание, развивается тканевая гипоксия, не компенсируемая кислородом крови. Смерть наступает от остановки дыхания и паралича сердечно-сосудистой системы.
Симптомы отравления: головокружение, слабость, тахикардия, судороги, потеря сознания, остановка дыхания. На вскрытии обнаруживается характерный запах горького миндаля в тканях.
Антидотная терапия основана на двух принципах: связывании цианида гемоглобином (применение нитрита натрия с последующим введением тиосульфата натрия — так называемый набор «Цианокит») и усилении детоксикации метиленовым синим. В России антидотная терапия проводится согласно клиническим рекомендациям Минздрава.
¶Применение
Исторически цианид калия применялся в нескольких областях:
- Гидрометаллургия золота — цианирование (процесс Циммермана-Йенке, позднее — цианидный процесс Мак-Артура-Форреста, запатентованный в 1887 году). Растворение золота в слабых цианистых растворах в присутствии кислорода: 4Au + 8KCN + O₂ + 2H₂O → 4K[Au(CN)₂] + 4KOH. В XXI веке в промышленности чаще используется цианид натрия как более дешёвый аналог, но цианид калия сохраняет применение в лабораторных и мелкосерийных технологиях.
- Аналитическая химия — реактив для определения ионов железа, кобальта, никеля, тяжёлых металлов.
- Электроплакирование — электролиты для серебрения и золочения.
- Фотография — компонент фиксажных и проявителей.
- Органический синтез — источник цианида для получения нитрилов, карбоновых кислот (гидролиз нитрилов), аминокислот (синтез аминокислот по Бухереру-Бергсу).
В Российской Федерации цианид калия включён в список сильнодействующих и ядовитых веществ (Список II), его оборот регулируется Постановлением Правительства РФ № 964 от 2012 года. Приобретение и хранение юридическими и физическими лицами требует лицензии и соблюдения правил учёта.
¶Роль в истории и культуре
Цианид калия получил широкую известность как средство самоубийства и убийств. В период Второй мировой войны нацистские преступники использовали цианистый водород («Циклон Б») в газовых камерах лагерей уничтожения. Ряд исторических личностей покончил с жизнью с помощью цианида: Эрих Мюзам (1934), Эрвин Роммель (по официальной версии, 1944), Ганс Фриче (1948), Мария Ревера (1943). В 2014 году цианид калия упоминался в связи с делом о самоубийстве актёра Робина Уильямса (по заключению токсикологов, причина смерти — асфиксия, цианид не фигурировал).
В литературе цианид калия фигурирует в детективах Агаты Кристи («Убийство в „Восточном экспрессе“», «Смерть на Ниле»), где используется как орудие отравления.
¶Меры безопасности
Работа с цианидом калия требует вытяжного шкафа, средств индивидуальной защиты (перчатки, очки, респиратор), хранения в герметичной таре в сухом проветриваемом помещении. Запрещается смешивать цианиды с кислотами вне специально оборудованных мест. При попадании на кожу или при случайном проглатывании необходимо немедленно вызвать скорую медицинскую помощь.
¶Исторические источники
- Реми Г. «Курс неорганической химии», т. 1.
- Гринвуд Н., Эрншоу А. «Химия элементов», т. 2.
- ГОСТ 667-73 «Цианид калия. Технические условия».
- Постановление Правительства РФ № 964 от 07.12.2012 «Об утверждении списков сильнодействующих и ядовитых веществ».
- Клинические рекомендации Минздрава России «Отравление цианидами».