發現簡史
1822年,德國著名化學家列奧波德·格麥林發現鐵氰化鉀。
1846年,德國著名化學家羅怕特·威廉·本生成功測定鐵氰化鉀的組成和結晶。
製備方法
方法一(氯氣氧化法)
由黃血鹽鉀作原料,採用氯氣氧化法製得,或用電解法使黃血鹽鉀發生氧化還原反應製得。氯氣氧化法黃血鹽鉀熱溶液在氯氣作用下,於60~65 ℃左右進行氧化生成赤血鹽鉀。控制反應料液pH值為6~7時,停止通入氯氣,再加入高錳酸鉀飽和溶液,並以硫酸高鐵銨檢驗為棕紅色為止。用鹽酸調節物料的酸鹼度,使pH值為7~8,反應後物料經沉降、過濾、真空蒸發至溶液相對密度12時,再經冷卻結晶、離心分離、乾燥,得赤血鹽鉀成品。
方法二
將工業鐵氰化鉀溶於水中。過濾,冷卻,吸濾所析出的結晶,洗滌。在室溫下乾燥,得純品鐵氰化鉀。
方法三
將工業品六氰合鐵(Ⅲ)酸鉀加到水中(350 mL水中加130~135 g),攪拌,加熱( 不超過70 ℃),待全部溶解後,過濾,冷卻結晶,離心甩乾,用少量水洗滌,在室溫下乾燥,即得分析純成品。
方法四(電解法)
將黃血鹽鉀的飽和溶液在60 ℃以下進行電解,使黃血鹽鉀發生自偶氧化還原反應生成赤血鹽鉀及副產品氫氧化鉀。待電解液中鐵氰化鉀含量達320 g/L時開始冷卻結晶,濃度降至280 g/L後進行分離、乾燥,製得赤血鹽鉀成品。
概述
鐵氰化鉀,外文名potassium ferricyanide,IUPAC名potassium hexacyanoferrate(III),是一種無機化合物,化學式為K3Fe(CN)6,俗稱赤血鹽,赤血鹽鉀,六氰合鐵酸鉀。
化學式
K3[Fe(CN)6]
其中 中心原子是Fe3+, 配位體是CN-, 配位數為6, 內界是[Fe(CN)6]3-, 外界是K+
製取
鐵氰化鉀是用 氯氣氧化 亞鐵氰化鉀溶液製備的:
2K4[Fe(CN)6] + Cl2 → 2K3[Fe(CN)6] + 2KCl
性質
鐵氰化鉀是深紅色晶體(單斜、八面體),摩爾質量329.25,熔點300 °C, 573 K,密度:1.85g/CM3。無特殊氣味,能溶於水、 丙酮,不溶於 乙醇,100份水在冷水中可溶解36份鐵氰化鉀,熱水可溶解77.5份!鐵氰化鉀水溶液呈黃色。是一種 強氧化劑,有毒。與酸反應生成極毒氣體,高溫分解成極毒的 氰化物。能被光及還原劑還原成 亞鐵氰化鉀。緩慢溶於2.5份冷水、1.3份沸水,微溶於 乙醇。其水溶液在存放過程中逐漸分解。相對密度1.89。最小致死量(大鼠,經口)1600mg/kg。
鐵氰化鉀在水中的溶解度:
攝氏度 | 溶解度(%) |
4.4 | 24.8 |
10 | 26.8 |
13 | 27.5 |
15.6 | 29.0 |
37.8 | 37.0 |
100 | 48.7 |
化學性質
穩定性
其水溶液受光及鹼作用易分解。遇亞鐵鹽則生成深藍色沉澱。經灼燒可完全分解。能被酸分解,能被光及還原劑還原成亞鐵氰化鉀。經灼燒可完全分解,產生劇毒氰化鉀和氰。但在常溫下,固體赤血鹽鉀卻十分穩定。其水溶液受光及鹼作用易分解,遇亞鐵鹽則生成深藍色沉澱(滕氏藍)。
見光分解化學方程式:K3Fe(CN)6 + 3H2O =Fe(OH)3+ 3KCN + 3HCN
燃燒分解化學方程式:2K3[Fe(CN)6]=6KCN+2FeC2+2N2+(CN)2
遇亞鐵鹽生成沉澱離子方程式:3Fe +2 [Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2↓
抗壞血酸還原化學方程式:
C6H8O6+2[Fe(CN)6]=C6H6O6+2[Fe(CN)6]+2H+2NH2OH+2[Fe(CN)6]=N2+2[Fe(CN)6]+2H+2H2O
毒性
鐵氰化鉀是一種氧化劑,有毒。與酸反應生成極毒氣體,高溫分解成極毒的氰化物。能被光及還原劑還原成亞鐵氰化鉀。其熱溶液能被酸及酸式鹽分解,放出劇毒氫氰酸氣體。本品無毒。但灼熱分解或遇酸時產生劇毒的氰化物。最小致死量(大鼠,經口)1600mg/kg。
計算化學數據:
1、氫鍵供體數量:0
2、 氫鍵受體數量:12
3、可鏇轉化學鍵數量:0
4、拓撲分子極性表面積(TPSA):143
5、 重原子數量:16
6、表面電荷:0
7、 複雜度:127
8、 同位素原子數量:0
9、確定原子立構中心數量:0
10、 不確定原子立構中心數量:0
11、確定化學鍵立構中心數量:0
12、 不確定化學鍵立構中心數量:0
13、 共價鍵單元數量:10
化學反應:
鐵氰化鉀可以和各種鹽類反應,對金屬鹽可能產生沉澱,其試驗列表(鐵氰化鉀為0.1mol/L)如下:
加入試劑 | 現象 | 加入試劑 | 現象 | 加入試劑 | 現象 |
組一 | |||||
CuSO4 | 深土黃色沉澱 | AgNO3 | 橙色沉澱 | Hg(NO3)2 | 淺土黃色沉澱 |
BaCl2 | 無明顯現象 | ZnSO4 | 淡橘黃色沉澱 | Pb(NO3)2 | 無明顯現象 |
FeCl3 | 溶液變成血紅色,放置一段時間之後液面會略帶藍色 | Al2(SO4)3 | 無明顯現象 | ||
CoCl2 | 磚紅色沉澱 | MnSO4 | 深土黃色沉澱 | ||
組二 | |||||
SnCl4 | 亮黃色沉澱 | CdSO4 | 黃色沉澱 | MgCl2 | 無明顯現象 |
Ni(NO3)2 | 橙黃色沉澱 | SbCl3(酸化) | 亮黃色沉澱 | 亞硝酸鈷鈉 | 黃色沉澱 |
Bi(NO3)2 | 土黃色沉澱 | SnCl2(酸化) | 亮黃色沉澱 | ||
現配的FeSO4(酸化) | 產生深藍色溶液,靜置後上層清液略顯綠 | Hg2(NO3)2(酸化) | 土黃色沉澱 |
說明:
(1)組一和組二中,每組從上往下看,然後到第二列,然後第三列,順序分別對應其圖片。
(2)NH4Cl、Li2SO4、CaCl2、SrCl2均不能和鐵氰化鉀產生沉澱。
鐵氰化鉀在紫外光或日光照射下,或在酸性介質中(例如20%的硫酸)並受熱,會分解出劇毒的氫氰酸。
該反應在中性環境中發生,K=1/(Ksp*K穩)=9.55 e-6(在酸中和在鹼中分別偶聯不同反應,使K增大)
毒性
鐵氰化鉀在紫外光或日光照射下,或在酸性介質中(例如20%的硫酸)並受熱,會分解出劇毒的氫氰酸!
據 高等教育出版社《無機化學》第四版 K3Fe(CN)6 + 3H2O = Fe(OH)3+ 3KCN + 3HCN
該反應在中性環境中發生,K=1/(Ksp*K穩)=9.55 e-6(在酸中和在鹼中分別偶聯不同反應,使K增大)
䲁(也有人認為鐵氰化鉀是無毒的䲁因為在這個配位化合物里鐵離子和劇毒的氰根結合成牢固的鐵氰根䲁在水溶液中是不會分解的。只有在高溫灼燒的情況下才能發生分解䲁生成劇毒的氰化物。䲁
主要用途
漂白劑
鹵化銀彩色感光材料沖洗的漂白劑,黑白感光材料的減薄劑,黑白照片調棕色的漂白劑。廣泛採用的高溫快速彩色沖洗工藝已不使用。但彩色電影膠片的沖洗仍大量使用。
腐蝕劑
用於製造油漆、油墨、色素、製藥、金屬熱處理、食鹽防結塊劑,食品添加劑以及鋼鐵工業 和揉革等等。腐蝕劑,鐵氰化鉀與氫氧化鈉、水混合可以作為合金腐蝕劑。
色譜分析用試劑
點滴分析測定高鐵、銫、鎵、汞、鋅和二氧化鈾等。有機合成的緩和氧化劑。氮肥生產中甲醇的含硫量分析。農藥除草醚生產中廢水分析。
溫和氧化劑
鐵氰化鉀用於藍圖印刷術及攝影的卡羅法中,也可在有機合成中作溫和氧化劑。
還原劑
生理學實驗中用鐵氰化鉀來提高溶液的氧化還原電勢(E ~ 436 mV, pH 7),常以連二亞硫酸鈉作還原劑(E ~ 420 mV, pH 7)。
實驗室中通常用鐵氰化鉀作為鐵的來源,使魯米諾發光。
滕氏藍
滕氏藍是藍圖印刷中使用的顏料,由K[Fe(CN)]與二價鐵反應製得。
組織學上用K[Fe(CN)]來檢測生物組織中的二價鐵離子,在酸性溶液中與二價鐵離子反應生成不溶的藍色顏料,被稱為滕氏藍。檢測三價鐵離子時使用的則是亞鐵氰化鉀,也生成不溶的藍色顏料,稱為普魯士藍。 研究表明滕氏藍與普魯士藍是同一物質,顏色略有不同是因為製備方法等的不同而導致的。
鐵氰化鉀與酚酞混合得到鐵鏽指示劑,遇到亞鐵離子會變藍(滕氏藍),可用於檢測金屬的氧化程度。用色度計分析深藍色的Fe[Fe(CN)],可以算出起始的Fe離子摩爾數。
溶液分析
分析測定高鐵、銫、鎵、汞、鋅、二氧化鈾等。
用於溶液分析,如鈍化液的含鉻量的分析。
注意事項
危險性概述
健康危害:吸入、攝入或經皮膚吸收對身體可能有害。可致腎損害。加熱或酸作用下可產生氰化氫。
環境危害: 對環境有危害,對水體可造成污染。
燃爆危險:本品不燃,具刺激性。
有人認為鐵氰化鉀是無毒的。因為在這個配位化合物里鐵離子和劇毒的氰根結合成牢固的鐵氰根.在水溶液中是不會分解的。只有在高溫灼燒的情況下才能發生分解生成劇毒的氰化物。
風險術語
警示術語:R32 (解釋:R32:與酸接觸釋放極高毒性氣體)
危險運輸編碼:UN3077 9/PG 3
安全術語
Do not mix with ... 切勿與…混合。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用流動清水沖洗。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難,給輸氧。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐。洗胃,導泄。就醫。
消防措施
危險特性:受高熱分解,放出腐蝕性、刺激性的煙霧。
有害燃燒產物:氧化氮、氰化氫、氧化鉀。
滅火方法:消防人員必須穿全身防火防毒服,在上風向滅火。滅火時儘可能將容器從火場移至空曠處。
泄漏應急處理
應急處理:隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服。用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。若大量泄漏,收集回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置與儲存
操作注意事項:密閉操作,局部排風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩,戴化學安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與氧化劑、酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項: 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與氧化劑、酸類分開存放,切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。
儲運
通風,乾燥,避光保儲;不可與酸共儲,混運。