Cianuro di potassio
Il cianuro di potassio KCN è un sale dell’acido cianidrico altamente velenoso e un inibitore di molti processi metabolici. È una delle specie più tossiche infatti l’inalazione di cianuro di idrogeno o l’ingestione del cianuro di potassio, causa una inibizione irreversibile della catena respiratoria mitocondriale, agendo a livello della citocromo c ossidasi.
Lo ione cianuro, infatti, si lega all’atomo di ferro (III) contenuto nell’enzima che è l’ultimo complesso enzimatico coinvolto nella catena di trasporto degli elettroni. L’inibizione di questo enzima comporta che le cellule non possano utilizzare l’ossigeno assunto respirando.
pH di una soluzione di cianuro di potassio
KCN dà idrolisi basica: esso si dissocia in K+ e CN– e lo ione cianuro idrolizza secondo l’equilibrio:
CN– + H2O ⇄ HCN + OH–
Il valore della costante relativa a questo equilibrio Kb vale Kw/Ka dove Kw è la costante di dissociazione dell’acqua e Ka la costante di dissociazione di HCN. Pertanto Kb = 10-14/6.2 · 10-10 = 1.6 · 10-5
L’espressione della Kb è:
Kb = 1.6 · 10-4 = [HCN] [OH–]/[CN–]
Se la soluzione ha una concentrazione iniziale di CN– pari a 0.10 M si ha, all’equilibrio:
[CN–] = 0.10 -x
[HCN] = [OH–] = x
Sostituendo nell’espressione di Kb si ha:
1.6 · 10-5 = (x)(x)/ 0.10-x
Trascurando la x sottrattiva al denominatore:
1.6 · 10-5 = x2/0.10
Da cui x = [OH–] = 1.6 · 10-5 · 0.10 = 0.0013 M
Da cui pOH = – log 0.0013 = 2.9 e pH = 14- pOH = 14 – 2.9 = 11.1
Proprietà
È un solido bianco solubile in acqua con un debole odore di mandorle amare dovuto al rilascio di HCN. Il cianuro di potassio, infatti, in presenza di umidità, reagisce con il biossido di carbonio presente nell’aria secondo la reazione:
2 KCN + CO2 + H2O → 2 HCN + K2CO3
A causa della sua elevata solubilità in acqua KCN è una sostanza deliquescente. È solubile in metanolo, glicerolo e formammide e leggermente solubile in etanolo.
Sintesi
Prima del 1900 e dell’invenzione del processo Castner dovuto al chimico statunitense Hamilton Young Castner era la fonte più impostante di cianuri di metalli alcalini. Si può ottenere dalla reazione di carbonato di potassio anidro con esacianoferrato(II) di potassio secondo la reazione:
K4[Fe(CN)6]+ K2CO3⟶6 KCN+ FeO +CO2
Si ottiene industrialmente mediante assorbimento di acido cianidrico in idrossido di potassio seguita dall’evaporazione della soluzione sotto vuoto:
HCN + KOH → KCN + H2O
Reazioni
Reagisce con gli acidi come acido cloridrico per dare cianuro di idrogeno:
KCN + HCl → HCN + KCl
In presenza di solfato di rame (II) forma il cianuro di rame (II) e il solfato di potassio:
CuSO4 + 2 KCN → K2SO4 + Cu(CN)2
Il cianuro di rame (II) è instabile e si decompone in cianuro di rame (I) e cianogeno:
2 Cu(CN)2 → 2 CuCN + (CN)2
Il cianuro di rame (I) ottenuto reagisce con KCN per dare il complesso potassio tetracianorame (I)
CuCN + 3 KCN → K3[Cu(CN)4]
Se un alogenoalcano è riscaldato a riflusso con una soluzione di KCN potassio in etanolo, l’alogeno è sostituito da un gruppo -CN e si ottiene un nitrile.
Ad esempio dalla reazione con l’1-brompropano si ottiene il butirronitrile:
CH3CH2CH2Br + KCN CH3CH2CH2CN + KBr
In presenza di perossido di idrogeno dà luogo alla formazione di cianato di potassio secondo la reazione:
KCN + H2O2 → KOCN + H2O
Usi
Il composto è utilizzato nell’estrazione dell’argento e dell’oro, in alcuni processi di finitura dei metalli, come insetticida e fumigante e nella preparazione di derivati del cianogeno.
Soluzioni di KCN sono usate per l’estrazione dell’oro dai minerali in presenza di ossigeno secondo la reazione:
4 Au + 8 KCN + O2 + 2 H2O → 4 K[Au(CN)2] + 4 KOH
Si ottiene la specie solubile il dicianoaurato da cui l’oro può essere recuperato per adsorbimento su carbone attivo
In laboratorio è utilizzato come agente riducente e come legante e nella sintesi organica per la preparazione di nitrili e acidi carbossilici.
