氰化鉀 氰化鉀
氰化鉀(英語(yǔ) :potassium cyanide),無(wú)機(jī)化合物,化學(xué)式為KCN,屬于 氰化物 的一種。通常狀態(tài)下其外觀為白色片狀、塊狀或結(jié)晶顆粒,暴露于在空氣中不穩(wěn)定,易潮解,容易吸收水和二氧化碳生成具有 苦杏仁 味的劇毒氣體 氰化氫 。 氰化鉀劇毒,吸入、食入、皮膚接觸均可造成急性中毒,嚴(yán)重時(shí)可致死,長(zhǎng)期小劑量接觸可導(dǎo)致神經(jīng)障礙麻痹和皮膚瘙癢。 氰化鉀主要為人工合成,自1784年瑞典化學(xué)家舍勒(Scheele)首次制備出后,廣泛應(yīng)用于 電鍍金 、礦石金銀提取、鋼的熱處理、有機(jī)睛類產(chǎn)品制造、制藥、分析試劑、腈類化合物的合成、蝕刻、石印等領(lǐng)域。
基本信息
性質(zhì)
危險(xiǎn)性
NFPA 7 04
健康危害等級(jí):3(可造成嚴(yán)重或永久性傷害。)
可燃等級(jí):0(在典型的火災(zāi)條件下不會(huì)燃燒。)
穩(wěn)定性等級(jí):0(即使在火災(zāi)條件下也很穩(wěn)定穩(wěn)定)
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 白色片狀、塊狀或結(jié)晶顆粒,通??杉庸榍驙?、丸,易潮解。在16 °C時(shí),相對(duì)密度為1.52 g/cm3,熔點(diǎn)634.5 °C。易溶于水、 酒精 、 甘油 ,微溶于 甲醇 和液氨,在干燥下沒(méi)有氣味。
化學(xué)性質(zhì)
穩(wěn)定性 在空氣中不穩(wěn)定,氰化鉀與空氣里的水和二氧化碳反應(yīng)放出苦杏仁味的劇毒氣體-氰化氫。
此外,當(dāng)KCN只和水結(jié)合時(shí),會(huì)產(chǎn)生 氨氣 。
水解性 氰化鉀溶于水會(huì)發(fā)生水解產(chǎn)生氰化氫氣體,但在常溫下分解較慢。
氧化反應(yīng) 熔融態(tài)的堿金屬氰化物是一種強(qiáng)還原劑,高溫時(shí)它很快被氧化。
在強(qiáng)氧化劑如 硝酸鹽 或 氯酸鹽 的存在下,反應(yīng)極為劇烈,可能是爆炸性的,在370 ℃時(shí)空氣或氧氣可以把KCN氧化成硝酸鹽。但在更高的溫度下可以生成 氰酸鉀 (KCNO)與碳酸。在過(guò)渡金屬如銀、鎳或銅催化下,氰化鉀同樣也會(huì)被氧化。例如在銅鹽的催化下, 氧化鉛 (PbO)將KCN氧化為KCNO,反應(yīng)式如下: 當(dāng)pH低于8.5時(shí),反應(yīng)如下:
還原反應(yīng) 氰化鉀在高溫下會(huì)被鐵或者鎂等強(qiáng)還原性金屬還原為堿金屬單質(zhì)。
與酸反應(yīng) 氰化鉀遇較中低濃度的酸可釋放劇毒的氰氫酸氣體,例如與 稀鹽酸 或者稀硫酸反應(yīng): 當(dāng)遇到 濃硫酸 時(shí)候,氰化鉀則與其會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成一氧化碳?xì)怏w。
與溴、碘反應(yīng) 氰化鉀在一定條件下和溴、碘反應(yīng):
與硫反應(yīng) 氰化鉀在熔融狀態(tài)下與硫單質(zhì)反應(yīng)可生成硫代氰酸鹽。
與金、銀貴金屬反應(yīng) 在空氣存在下,氰化鉀與金、銀反應(yīng)可生成可溶性絡(luò)合物。
與氫氧化亞鐵反應(yīng) 與氫氧化亞鐵反應(yīng)生成堿金屬亞鐵氰化物,反應(yīng)式如下:
制備方法 首先,使 氰化鈉 與一定濃度硫酸混合反應(yīng)釋放出氫氰酸氣體,再用 氫氧化鉀 溶液吸收并中和氰化氫氣體得到氰化鉀。然后在蒸發(fā)器中,控制溫度為50-60 ℃,對(duì)溶液進(jìn)行真空蒸發(fā),直至溶液被蒸發(fā)為過(guò)飽和態(tài)。送至結(jié)晶器中結(jié)晶,將產(chǎn)物離心分離,最后在200 ℃左右的溫度下,進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)物干燥,可制得氰化鉀成品。其反應(yīng)式如下: 此外,也可用K?CO?和Ca?[Fe(CN)?]產(chǎn)生 K?[Fe(CN)?] ,再使其在435 ℃以上的高溫分解產(chǎn)生氰化鉀:
應(yīng)用領(lǐng)域
電鍍金 氰化鉀因其對(duì)雜質(zhì)金屬的敏感性較小,因此可作為堿性鍍金的主絡(luò)合劑,與金的絡(luò)鹽Au(CN)??組成鍍金液的主體,常??傻玫劫|(zhì)量較高的鍍層。其電鍍?cè)砼c電解類似,即陽(yáng)極為金,主要發(fā)生金在氰化鉀溶液的電化學(xué)溶解過(guò)程,從而產(chǎn)生Au(CN)??,而陰極則是需要被鍍金的物體,反應(yīng)為Au(CN)??放電重新生成CN?和金鍍層。當(dāng)氰化鉀的占比過(guò)低時(shí),會(huì)導(dǎo)致鍍液不穩(wěn)定,鍍層糙,色澤差。占比過(guò)高時(shí),會(huì)降低電流效率。當(dāng)作為裝飾性鍍金時(shí),氰化鉀可稍作提高;工業(yè)鍍金時(shí)金與氰化鉀的摩爾比為1:20為宜。
定影劑 彩色 或黑白感光材料經(jīng)過(guò)曝光和顯影之后,需要將乳劑層未曝光和顯影的鹵化銀 (AgX)除去。而氰化鉀相比溴化鉀、碘化鉀等具有快速溶解鹵化銀(AgCl、 AgBr 、 AgI )的特點(diǎn)。因此,氰化鉀可作為攝影過(guò)程中的定影劑與AgX發(fā)生定影反應(yīng),生成易溶于水的銀絡(luò)合物,反應(yīng)機(jī)理如下:
從礦石中提取金、銀 氰化浸出 提取金銀是處理金銀礦物原料的常用方法。氰化鉀也可作溶解液與金銀礦物中的金銀單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成金銀絡(luò)合物,再以金屬鋅為置換劑置換出金銀,經(jīng)過(guò)冶煉,可得到高純的金銀。其中氰化鉀溶液溶解金反應(yīng)機(jī)理如下。
其他用途 氰化鉀除了可用于定影、金銀提取、電鍍金之外,還可以應(yīng)用于鋼的熱處理、有機(jī)睛類產(chǎn)品制造、制藥、分析試劑、生產(chǎn)丙烯睛和 有機(jī)玻璃 、蝕刻、石印以及用作檸檬除霉劑。
檢測(cè)方法 氰化鉀屬于氰化物,其劇毒性來(lái)自于 氰基 ,往往極少量便可致死。因此微量氰基的檢測(cè)手段至關(guān)重要。 常用的微量檢測(cè)手段主要是色譜法、光譜法和電化學(xué)傳感法,如下表所示。
檢測(cè)方法
優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)
色譜法
氣相色譜法
操作簡(jiǎn)便、抗干擾能力強(qiáng),檢出限低
離子色譜法
分析速度快,靈敏度高、前處理步驟簡(jiǎn)單、無(wú)需其他衍生試劑、危害性低
毛細(xì)電泳色譜法
能實(shí)現(xiàn)微量體積樣品中氰化鉀的高效分離的效果
光譜法
分光光度法
選擇性好、檢測(cè)限低
表面增強(qiáng)拉曼光譜法
靈敏度高、指紋譜識(shí)別準(zhǔn)確、檢測(cè)速度快
電化學(xué)傳感器法
離子選擇電極法
選擇性響應(yīng)、方法簡(jiǎn)便可靠、靈敏度高
生物電極法
檢測(cè)速度快、靈敏度高、特異性強(qiáng)、環(huán)境危害小
流動(dòng)注射分析法
對(duì)于檢測(cè)連續(xù)的氰基具有重要作用
熒光分子探針?lè)?/span>
快速、高效、選擇性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等
安全事宜
中毒途徑和機(jī)制 中毒途徑和體內(nèi)殘留情況:氰化鉀的人體侵入途徑為三種,食入,即通過(guò)胃腸道被吸收;吸入,即通過(guò)呼吸道迅速傳播體內(nèi);經(jīng)皮吸收,即氰化鉀通過(guò)皮膚表面而被吸收。而氰化鉀一旦被人體所吸收,會(huì)迅速地分布在全身,其中在肝臟、肺、血液和大腦部位含量最高。這些被吸收的氰化鉀,大約會(huì)有80%在肝臟中會(huì)被線粒體硫轉(zhuǎn)移酶、羅丹斯酶和其他硫轉(zhuǎn)移酶代謝為 硫氰酸鹽 ,并通過(guò)尿液排出。此外,氰化鉀排出體外的另一重要途徑是與胱氨酸反應(yīng)產(chǎn)生氨基噻唑啉和亞氨基噻唑烷羧酸,并與 羥鈷胺素 結(jié)合形成氰鈷胺素后,隨尿液排出體外。 中毒機(jī)制:由于氰化鉀的氰基會(huì)與金屬離子產(chǎn)生絡(luò)合作 用,因此當(dāng)氰化鉀人體中擴(kuò)散后,會(huì)尋找 線粒體 中的細(xì)胞色素C氧化酶的三價(jià)鐵并與之迅速結(jié)合,使得細(xì)胞色素C氧化酶的活性被抑制,從而導(dǎo)致呼吸作用也被抑制,產(chǎn)生缺氧窒息現(xiàn)象。由于有氧呼吸被抑制,無(wú)氧呼吸成為主導(dǎo),導(dǎo)致大量的 乳酸 等酸性物質(zhì)累積,從而產(chǎn)生代謝性酸中毒,引起一系列神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。
臨床癥狀 吸入、食入或皮膚吸收會(huì)造成急性中毒,食入含量達(dá)到50-100 mg甚至?xí)?dǎo)致 猝死 。此外,臨床上也將急性中毒過(guò)程分為4期:前驅(qū)期的癥狀為粘膜刺激、呼吸加深加快、乏力、頭痛,舌尖、口腔發(fā)麻等;呼吸困難期的癥狀為有呼吸困難、血壓升高、皮膚粘膜呈鮮紅色等;驚質(zhì)期的癥狀為抽搐、昏迷、呼吸衰竭:麻痹期,全身肌肉松弛,呼吸心跳停止而死亡。 慢性中毒時(shí),會(huì)有頭痛、消瘦、性機(jī)能及性欲障礙。出現(xiàn)植物神經(jīng)衰弱的綜合征、貧血、白細(xì)胞減少,以及腎臟及心臟損傷、性腺及甲狀腺機(jī)能低下、聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)及神經(jīng)系統(tǒng)障礙,直到發(fā)生麻痹等。皮膚接觸,會(huì)出現(xiàn)瘙癢、亞急性或慢性濕癥,有時(shí)手指發(fā)生深潰瘍、治愈緩慢。
急救措施
非藥物性急救措施 急性接觸氰化鉀后,癥狀可能會(huì)有所延遲,急救人員需謹(jǐn)慎行事穿戴防護(hù)服,必要時(shí),還應(yīng)佩戴空氣凈化或供應(yīng)空氣的呼吸設(shè)備,然后對(duì)中毒者的生命體征進(jìn)行監(jiān)控和采取一些必要的急救措施,并及時(shí)送往就醫(yī)。此外,救援車輛應(yīng)攜帶塑料布和一次性塑料袋等用品,以幫助 防止污染物擴(kuò)散。 以下是幾種途徑接觸的急救措施: 皮膚接觸:立即脫去沾染氰化鉀的衣物,用大量清水或5%硫代硫酸鈉溶液沖洗至少20分鐘,然后再纏上有 硼酸 或者硼油的濕繃帶。立即送醫(yī),等待過(guò)程中在獲得當(dāng)?shù)?a class="dict" href="/azsoft/km2752342.html">醫(yī)療 機(jī)構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進(jìn)一步使用解毒劑或進(jìn)行其他侵入性手術(shù)。 眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動(dòng)清水或 生理鹽水 徹底沖洗至少15分鐘。立即送醫(yī),等待過(guò)程中在獲得當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機(jī)構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進(jìn)一步使用解毒劑或進(jìn)行其他侵入性手術(shù)。 吸入:迅速離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng),尋找通風(fēng)處,保持呼吸道通暢。評(píng)估脈搏和呼吸等生命體征,檢查中毒者是否有任何創(chuàng)傷,當(dāng)呼吸困難,立即供氧。當(dāng)情況嚴(yán)重至出現(xiàn)呼吸心跳停止現(xiàn)象時(shí),立即進(jìn)行人工呼吸(切忌口對(duì)口,否則導(dǎo)致施救者中毒)和胸外心臟按壓術(shù),并使中毒者吸入 亞硝酸異戊酯 。立即送醫(yī),等待過(guò)程中在獲得當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機(jī)構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進(jìn)一步使用解毒劑或進(jìn)行其他侵入性手術(shù)。 食入:飲入足量溫水,催吐,用1:5000 高錳酸鉀 或5%硫代硫酸鈉溶液或者3% 雙氧水 洗胃。在中毒者意識(shí)清醒下,每過(guò)15min給中毒者服用一湯匙硫酸亞鐵和煅鎂氧乳液,或者使中毒者同時(shí)服用水和活性炭解毒(兒童 活性炭 服用量在15~30 g,成人為50~100 g,加125-250 ml劑量的水),或者服用鹽類瀉藥和山梨糖醇(兒童鹽類瀉藥服用量在15~30 g,成人為50~100 g)促進(jìn)排泄。立即送醫(yī),等待過(guò)程中在獲得當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機(jī)構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進(jìn)一步使用解毒劑或進(jìn)行其他侵入性手術(shù)。
藥物性急救措施 根據(jù)氰化鉀解毒劑的作用機(jī)制不同,主要分為4類:高鐵血紅蛋白形成劑、硫供體、 羰基化合物 和含鈷化合物。 高鐵血紅蛋白形成劑:高常用的高鐵血紅蛋白形成劑有亞硝酸異戊酯(AN)、 亞硝酸鈉 (SN)、4-二甲氨基苯酚(4-DMAP)和對(duì)氨基苯丙酮(PAPP),是最傳統(tǒng)的氰化物解毒藥物。其作用機(jī)理: 血紅蛋白 在高鐵血紅蛋白形成劑的作用下,氧化形成高鐵血紅蛋白。然后,高鐵血紅蛋白作為氰基結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)劑與細(xì)胞色素氧化酶競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合氰基,并形成較為穩(wěn)定的氰化高鐵血紅蛋白,從而達(dá)到恢復(fù)細(xì)胞色素氧化酶活性和線粒體 電子傳遞鏈 功能的效果。 硫供體:其解毒機(jī)制主要是為人體提供硫原子,并硫氰酸酶的催化下,硫原子與體內(nèi)侵入的氰基生成較低毒性的硫氰酸鹽,并隨尿液排出體外。 常用于解毒的硫供體主要有 硫代硫酸鈉 、3-巰基丙酮酸前體、 大蒜素 。其中,硫代硫酸鈉透過(guò)細(xì)胞膜能力較弱,可在血漿白蛋白運(yùn)輸至硫氰酸酶中提供硫原子結(jié)合氰基生成硫氰酸鹽來(lái)解毒。 3-巰基丙酮酸(3-MP)前體可在人體內(nèi)分解產(chǎn)生3-MP,3-MP在3-巰基丙酮酸硫基 轉(zhuǎn)移酶 (3-MPST)的催化下會(huì)與體內(nèi)的KCN反應(yīng)生成 KSCN 和丙酮酸,達(dá)到解毒效果。大蒜素能夠自然分解出各種 有機(jī)硫 分子,在人體內(nèi)結(jié)合氰基生成硫氰酸鹽,隨尿液排出體外。而其他的一些硫供體,例如 半胱氨酸 、蛋氨酸和谷胱甘肽也可提供硫元素作為解毒劑。 羰基化合物:氰化鉀可作為親核試劑與羰基、醛或者酮發(fā)生反應(yīng)生成氰醇后,隨尿液排出體外,達(dá)到解毒效果。
含鈷化合物:此類化合物可與氰基結(jié)合生成無(wú)毒的氰鈷胺,隨尿液排出。目前常用的含鈷化合物主要是羥鈷胺素和鈷啉醇酰胺。羥鈷胺素進(jìn)入人體后,會(huì)奪取氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶中的氰基而形成氰鈷胺,隨尿液排出解毒。 鈷啉醇酰胺是羥鈷胺素生物合成過(guò)程中的前體,其相對(duì)于羥鈷胺素的優(yōu)勢(shì)有兩點(diǎn),其一是配位結(jié)合點(diǎn)更多,即羥鈷胺素分子只有一個(gè)配體結(jié)合位點(diǎn),而鈷啉醇酰胺由于結(jié)構(gòu)中缺少二甲基苯并咪唑尾而有兩個(gè)配體結(jié)合位點(diǎn),因此,其結(jié)合氰基能力更強(qiáng)。第二是鈷啉醇酰胺在水中的溶解性是羥鈷胺素的5倍。
一氧化氮:一氧化氮解毒的主要機(jī)制與高鐵血紅蛋白形成劑類似,一氧化氮會(huì)與擴(kuò)散在體內(nèi)的氰化鉀競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合細(xì)胞色素氧化酶,從而恢復(fù)細(xì)胞色素氧化酶的活性,使之能夠重新產(chǎn)生與氧氣結(jié)合的能力,從而生成ATP供能。此外,一氧化氮也能在額外電子供體的作用下生成 亞硝酸鹽 ,亞硝酸鹽會(huì)結(jié)合氰基達(dá)到解毒作用。
防護(hù)措施 工程控制:嚴(yán)加密 閉,保證充分的局部排風(fēng)和全面通風(fēng)。盡可能機(jī)械化、自動(dòng)化。提供安全淋浴和洗眼設(shè)備。 呼吸系統(tǒng)防護(hù):若接觸氰化鉀所產(chǎn)生的有毒氣體時(shí),穿戴頭聚型電動(dòng)送風(fēng)過(guò)濾式防塵呼吸器來(lái)防護(hù)。若接觸氰化鉀粉塵時(shí),佩戴隔離式呼吸器來(lái)防護(hù)。 手部皮膚防護(hù):開(kāi)始工作前,可使用由20份 氨水 、100份甘油、50份酒精(96%)、5份硼酸及25份水的混合涂抹手部皮膚作防護(hù)層;工作中,穿戴尼龍、氟共聚物乳膠手套保護(hù)手部。工作結(jié)束后,使用0.2%高錳酸鉀或2%雙氧水溶液徹底清洗手部皮膚。 其他:工作現(xiàn)場(chǎng),應(yīng)采用具有特定聚乙烯塑料袋內(nèi)襯的鐵桶裝氰化鉀,并在包裝上注明“劇毒品”,預(yù)防人員誤用。車間配備急救設(shè)備及藥品。 在施工作業(yè)時(shí),嚴(yán)禁施工人員吸煙、進(jìn)食以及飲水。待工作結(jié)束后,徹底清洗。被污染的衣物,應(yīng)采取單獨(dú)隔離存放措施,并于事后,將其浸泡于含有2%硫酸亞鐵的2%蘇打溶液中2h來(lái)清洗。培訓(xùn)作業(yè)人員自救互救。
消防措施 氰化鉀不燃,但當(dāng)失火時(shí),氰化鉀包裝破損,受高熱以及暴露于空氣中吸收水和二氧化碳都會(huì)使其分解產(chǎn)生有毒氣體。此外,氰化鉀遇酸也會(huì)發(fā)生反應(yīng),釋放劇毒氣體。在救災(zāi)過(guò)程中,救災(zāi)人員應(yīng)做好全身防護(hù),及時(shí)搶救商品,防止裝有氰化鉀的商品包裝破損,污染環(huán)境。如若遇到泄露問(wèn)題,應(yīng)用砂土撲救,切忌使用酸堿或 泡沫滅火器 ,防止更多毒氣蔓延;切忌沖入氰化鉀物資中,引起急性中毒。
泄漏應(yīng)急處理措施 應(yīng)急處理人員應(yīng)穿戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服,及時(shí)采取隔離泄漏污染區(qū)措施,限制人員出入,防止接觸到污染物。少量泄漏時(shí),用干凈的鏟子等器具將泄漏物單獨(dú)轉(zhuǎn)移至干燥、潔凈、有蓋的容器中,或者采用 次氯酸鹽 溶液沖洗,將廢液排放至廢水系統(tǒng)。當(dāng)大量泄漏時(shí),用塑料布、帆布 覆蓋,防止污染物飛揚(yáng),然后對(duì)其進(jìn)行收集、回收,最后轉(zhuǎn)移至特定場(chǎng)所處理。
儲(chǔ)運(yùn)事項(xiàng) 容器應(yīng)密封儲(chǔ)藏于陰涼干燥處,并與酸類和氧化劑隔絕,專倉(cāng)專儲(chǔ)。隔離明火、熱源。應(yīng)與食用化學(xué)品易燃或可燃物等分開(kāi)存放。搬運(yùn)時(shí)工作人員穿戴工作服,輕裝輕卸,防止損壞儲(chǔ)存容器,如果裝卸過(guò)程中,產(chǎn)生一些地面殘留物,可用五倍當(dāng)量大蘇打溶液中和清除,下腳還應(yīng)深埋土中。