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氰化鉀
劇毒，堿金屬氰化物
氰化鉀
氰化鉀（英語：potassium cyanide），無機化合物，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)重時可致死，長期小劑量接觸可導(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
中文名
氰化鉀
英文名
Potassium cyanide
別名
山奈鉀；山埃鉀
拼音
qíng huà jiǎ
CAS號
151-50-8
性質(zhì)
化學(xué)式
KCN
結(jié)構(gòu)式
摩爾質(zhì)量
65.12 g/mol
外觀
白色結(jié)晶性粉末或塊狀物
氣味
杏仁味
密度
1.52 g/cm3
熔點
634 ℃
沸點
1625 ℃
溶解性
716 g/L（25℃，水溶解度）
危險性
NFPA 704
健康危害等級：3（可造成嚴(yán)重或永久性傷害。）
可燃等級：0（在典型的火災(zāi)條件下不會燃燒。）
穩(wěn)定性等級：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)
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。
水解性
氰化鉀溶于水會發(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還原劑，高溫時它很快被氧化。
在強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。在過渡金屬如銀、鎳或銅催化下，氰化鉀同樣也會被氧化。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，反應(yīng)如下：
還原反應(yīng)
氰化鉀在高溫下會被鐵或者鎂等強還原性金屬還原為堿金屬單質(zhì)。
與酸反應(yīng)
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 ℃，對溶液進行真空蒸發(fā)，直至溶液被蒸發(fā)為過飽和態(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，進一步對產(chǎn)物干燥，可制得氰化鉀成品。其反應(yīng)式如下：
應(yīng)用領(lǐng)域
電鍍金
氰化鉀因其對雜質(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，常常可得到質(zhì)量較高的鍍層。其電鍍原理與電解類似，即陽極為金，主要發(fā)生金在氰化鉀溶液的電化學(xué)溶解過程，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)氰化鉀的占比過低時，會導(dǎo)致鍍液不穩(wěn)定，鍍層糙，色澤差。占比過高時，會降低電流效率。當(dāng)作為裝飾性鍍金時，氰化鉀可稍作提高；工業(yè)鍍金時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。因此，氰化鉀可作為攝影過程中的定影劑與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)過冶煉，可得到高純的金銀。其中氰化鉀溶液溶解金反應(yīng)機理如下。
其他用途
檢測方法
常用的微量檢測手段主要是色譜法、光譜法和電化學(xué)傳感法，如下表所示。
檢測方法 | 優(yōu)勢和特點 | ||
色譜法 | 氣相色譜法 | 操作簡便、抗干擾能力強，檢出限低 | |
離子色譜法 | 分析速度快，靈敏度高、前處理步驟簡單、無需其他衍生試劑、危害性低 | ||
毛細電泳色譜法 | 能實現(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、檢測限低 | |
表面增強拉曼光譜法 | 靈敏度高、指紋譜識別準(zhǔn)確、檢測速度快 | ||
電化學(xué)傳感器法 | 離子選擇電極法 | 選擇性響應(yīng)、方法簡便可靠、靈敏度高 | |
生物電極法 | 檢測速度快、靈敏度高、特異性強、環(huán)境危害小 | ||
流動注射分析法 | 對于檢測連續(xù)的氰基具有重要作用 | ||
熒光分子探針法 | 快速、高效、選擇性強、抗干擾能力強等 | ||
安全事宜
中毒途徑和機制
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，即通過胃腸道被吸收；吸入，即通過呼吸道迅速傳播體內(nèi)；經(jīng)皮吸收，即氰化鉀通過皮膚表面而被吸收。而氰化鉀一旦被人體所吸收，會迅速地分布在全身，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，大約會有80%在肝臟中會被線粒體硫轉(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。
中毒機制：由于氰化鉀的氰基會與金屬離子產(chǎn)生絡(luò)合作用，因此當(dāng)氰化鉀人體中擴散后，會尋找線粒體中的細胞色素C氧化酶的三價鐵并與之迅速結(jié)合，使得細胞色素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、食入或皮膚吸收會造成急性中毒，食入含量達到50-100 mg甚至?xí)?dǎo)致猝死。此外，臨床上也將急性中毒過程分為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，會有頭痛、消瘦、性機能及性欲障礙。出現(xiàn)植物神經(jīng)衰弱的綜合征、貧血、白細胞減少，以及腎臟及心臟損傷、性腺及甲狀腺機能低下、聽覺和視覺及神經(jīng)系統(tǒng)障礙，直到發(fā)生麻痹等。皮膚接觸，會出現(xiàn)瘙癢、亞急性或慢性濕癥，有時手指發(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，癥狀可能會有所延遲，急救人員需謹慎行事穿戴防護服，必要時，還應(yīng)佩戴空氣凈化或供應(yīng)空氣的呼吸設(shè)備，然后對中毒者的生命體征進行監(jiān)控和采取一些必要的急救措施，并及時送往就醫(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)，等待過程中在獲得當(dāng)?shù)?a class="dict" href="/azsoft/km2752342.html">醫(yī)療機構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進一步使用解毒劑或進行其他侵入性手術(shù)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。立即送醫(yī)，等待過程中在獲得當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進一步使用解毒劑或進行其他侵入性手術(shù)。吸入：迅速離開現(xiàn)場，尋找通風(fēng)處，保持呼吸道通暢。評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，立即進行人工呼吸（切忌口對口，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)，等待過程中在獲得當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進一步使用解毒劑或進行其他侵入性手術(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。在中毒者意識清醒下，每過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）促進排泄。立即送醫(yī)，等待過程中在獲得當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機構(gòu)的授權(quán)和指示下方可進一步使用解毒劑或進行其他侵入性手術(shù)。
藥物性急救措施
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)和對氨基苯丙酮（PAPP），是最傳統(tǒng)的氰化物解毒藥物。其作用機理：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)合競爭劑與細胞色素氧化酶競爭結(jié)合氰基，并形成較為穩(wěn)定的氰化高鐵血紅蛋白，從而達到恢復(fù)細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，硫代硫酸鈉透過細胞膜能力較弱，可在血漿白蛋白運輸至硫氰酸酶中提供硫原子結(jié)合氰基生成硫氰酸鹽來解毒。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)的催化下會與體內(nèi)的KCN反應(yīng)生成KSCN和丙酮酸，達到解毒效果。大蒜素能夠自然分解出各種有機硫分子，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。羥鈷胺素進入人體后，會奪取氰化高鐵細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程中的前體，其相對于羥鈷胺素的優(yōu)勢有兩點，其一是配位結(jié)合點更多，即羥鈷胺素分子只有一個配體結(jié)合位點，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配體結(jié)合位點，因此，其結(jié)合氰基能力更強。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制與高鐵血紅蛋白形成劑類似，一氧化氮會與擴散在體內(nèi)的氰化鉀競爭結(jié)合細胞色素氧化酶，從而恢復(fù)細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，亞硝酸鹽會結(jié)合氰基達到解毒作用。
防護措施
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)。盡可能機械化、自動化。提供安全淋浴和洗眼設(shè)備。
呼吸系統(tǒng)防護：若接觸氰化鉀所產(chǎn)生的有毒氣體時，穿戴頭聚型電動送風(fēng)過濾式防塵呼吸器來防護。若接觸氰化鉀粉塵時，佩戴隔離式呼吸器來防護。手部皮膚防護：開始工作前，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層；工作中，穿戴尼龍、氟共聚物乳膠手套保護手部。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，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，嚴(yán)禁施工人員吸煙、進食以及飲水。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，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使其分解產(chǎn)生有毒氣體。此外，氰化鉀遇酸也會發(fā)生反應(yīng)，釋放劇毒氣體。在救災(zāi)過程中，救災(zāi)人員應(yīng)做好全身防護，及時搶救商品，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，用干凈的鏟子等器具將泄漏物單獨轉(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，用塑料布、帆布覆蓋，防止污染物飛揚，然后對其進行收集、回收，最后轉(zhuǎn)移至特定場所處理。
儲運事項
容器應(yīng)密封儲藏于陰涼干燥處，并與酸類和氧化劑隔絕，專倉專儲。隔離明火、熱源。應(yīng)與食用化學(xué)品易燃或可燃物等分開存放。搬運時工作人員穿戴工作服，輕裝輕卸，防止損壞儲存容器，如果裝卸過程中，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。
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