Ферроцианид калия: свойства, применение и безопасность
Potassium ferrocyanide
Калий ферроцианид: формула, свойства, получение и применение неорганического соединения K4[Fe(CN)6]·3H2O. История открытия и промышленное производство.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Химическое соединение
Chemical compound
Ферроцианид калия — это неорганическое соединение с формулой K4[Fe(CN)6]·3H2O. Это калиевая соль координационного комплекса [Fe(CN)6]⁴⁻. Эта соль образует лимонно-жёлтые моноклинные кристаллы.
Potassium ferrocyanide is the inorganic compound with formula K4[Fe(CN)6]·3H2O. It is the potassium salt of the coordination complex [Fe(CN)6]4−. This salt forms lemon yellow monoclinic crystals.
Синтез
В 1752 году французский химик Пьер Жозеф Маккер (1718–1784) впервые сообщил о получении ферроцианида калия, которое он осуществил, взаимодействуя прусский синий (ферроцианид железа(III)) с гидроксидом калия.
In 1752, the French chemist Pierre Joseph Macquer (1718–1784) first reported the preparation of potassium ferrocyanide, which he achieved by reacting Prussian blue (iron(III) ferrocyanide) with potassium hydroxide.
Современное производство
Ферроцианид калия получают в промышленности из цианистого водорода, хлорида железа(II) и гидроксида кальция, в результате чего образуется Ca2[Fe(CN)6]·11H2O. Затем этот раствор обрабатывают солями калия для осаждения смешанной кальций-калийной соли CaK2[Fe(CN)6], которую, в свою очередь, обрабатывают карбонатом калия для получения тетракалийной соли.
Potassium ferrocyanide is produced industrially from hydrogen cyanide, iron(II) chloride, and calcium hydroxide, the combination of which affords Ca2[Fe(CN)6]·11H2O. This solution is then treated with potassium salts to precipitate the mixed calcium potassium salt CaK2[Fe(CN)6], which in turn is treated with potassium carbonate to give the tetrapotassium salt.
Историческая продукция
Исторически это соединение производилось из азотистых органических веществ, железной стружки и карбоната калия. Распространенными источниками азота и углерода служили обугленный рог, кожевенные отходы, побочные продукты убоя или сухая кровь. Также его получали в промышленных масштабах из отработанного оксида газовых заводов (в процессе очистки городского газа от синильной кислоты).
Historically, the compound was manufactured from nitrogenous organic material, iron filings, and potassium carbonate. Common nitrogen and carbon sources were torrified horn, leather scrap, offal, or dried blood. It was also obtained commercially from gasworks spent oxide (purification of city gas from hydrogen cyanide).
Приложения
Ферроцианид калия находит множество узкоспециализированных применений в промышленности. Он и соответствующая ему натриевая соль широко используются в качестве антислеживателей как для дорожной, так и для поваренной соли. Ферроцианиды калия и натрия также применяются для очистки олова и разделения меди из молибденовых руд. Ферроцианид калия используется в производстве вина и лимонной кислоты. В лаборатории ферроцианид калия используется для определения концентрации перманганата калия – соединения, часто используемого в титрованиях, основанных на окислительно-восстановительных реакциях. Ферроцианид калия используется в смеси с феррицианидом калия и фосфатным буферным раствором для создания буфера для бета-галактозидазы, которая используется для расщепления X-Gal, что приводит к яркой голубой визуализации в местах, где антитело (или другая молекула), конъюгированное с бета-галом, связалось со своей целью. При взаимодействии с Fe(III) образуется прусский синий цвет, поэтому он используется как идентификационный реагент для железа в лабораториях. Ферроцианид калия может применяться в качестве удобрения для растений. До 1900 года, до изобретения процесса Кастнера, ферроцианид калия был основным источником цианидов щелочных металлов. Связи K⁺-NC разрываются при растворении твердого вещества в воде.
Potassium ferrocyanide finds many niche applications in industry. It and the related sodium salt are widely used as anticaking agents for both road salt and table salt. The potassium and sodium ferrocyanides are also used in the purification of tin and the separation of copper from molybdenum ores. Potassium ferrocyanide is used in the production of wine and citric acid. In the laboratory, potassium ferrocyanide is used to determine the concentration of potassium permanganate, a compound often used in titrations based on redox reactions. Potassium ferrocyanide is used in a mixture with potassium ferricyanide and phosphate buffered solution to provide a buffer for beta galactosidase, which is used to cleave X Gal, giving a bright blue visualization where an antibody (or other molecule), conjugated to Beta gal, has bonded to its target. On reacting with Fe(3) it gives a Prussian blue colour. Thus it is used as an identifying reagent for iron in labs. Potassium ferrocyanide can be used as a fertilizer for plants. Prior to 1900, before the invention of the Castner process, potassium ferrocyanide was the most important source of alkali metal cyanides. The K+ NC linkages break when the solid is dissolved in water.
Токсичность
Токсичность для крыс низкая, летальная доза (LD50) составляет 6400 мг/кг. Почки являются органом-мишенью при токсичности ферроцианидов. Может вызывать раздражение дыхательных путей при вдыхании. Ферроцианид калия не разлагается в организме с образованием цианидов, но при контакте с кислотами (включая желудочный сок) разлагается с выделением цианистого водорода (HCN). Цианистый водород также выделяется при нагревании ферроцианида калия до 50°C.
The toxicity in rats is low, with lethal dose (LD50) at 6400 mg/kg. The kidneys are the organ for ferrocyanide toxicity. Can cause irritation of the respiratory tract when inhaled. Potassium ferrocyanide does not decompose into cyanide in the body, but in contact with acids (including gastric) it decomposes with emission of hydrogen cyanide (HCN). Hydrogen cyanide is also liberated when potassium ferrocyanide is heated to 50°C.