シアン化カリウムは、化学式KCNで表される化合物です。砂糖に似た外観の無色の塩で、水に非常に溶けやすい性質があります。KCN の大部分は、金採掘、有機合成、電気めっきに使用されます。小規模な用途としては、金めっきや宝飾品の研磨などがあります。[ 4 ]シアン化カリウムは非常に毒性が強く、200~300 ミリグラムで、ほぼすべての人間が死に至る。
湿った固体は加水分解(水との反応)により少量のシアン化水素を放出する。シアン化水素は苦扁桃に似た臭いがあるとよく言われる。[ 5 ] [ 6 ]
シアン化カリウムの味は、刺激的で苦く、苛性ソーダに似た灼熱感があると表現されている。[ 7 ]しかし、シアン化カリウムは非常に急速に死に至らしめるため、その味は確実に記録されていない。2006年、インド人男性がシアン化カリウムを使って自殺した。彼が残した遺書には、最後に「シアン化カリウムは舌を焼くような味がする」と書かれていた。[ 8 ] [ 9 ]
KCNは、シアン化水素を水酸化カリウム水溶液で処理し、その後、溶液を真空中で蒸発させることによって製造されます。[ 4 ]
年間約5万ショートトン(45,000,000 kg)のシアン化カリウムが生産されている。[ 4 ]
1900年以前、カストナー法が発明されるまでは、シアン化カリウムがアルカリ金属シアン化物の最も重要な供給源でした。[ 4 ]この歴史的なプロセスでは、シアン化カリウムはフェロシアン化カリウムを分解することによって生成されました。[ 10 ]
水溶液中では、KCN は水和カリウム ( K + ) イオンとシアン化物( CN- )イオンに解離します。固体状態では、KCN は塩化ナトリウムに似た構造を持ち、各カリウムイオンは 6 個のシアン化物イオンに囲まれ、その逆も同様です。二原子分子であるため塩化物よりも対称性は低いものの、シアン化物イオンは非常に速く回転するため、時間平均すると球形になります。低温高圧下では、この自由回転が妨げられ、シアン化物イオンがシート状に配列した、対称性の低い結晶構造になります。[ 11 ] [ 12 ]
シアン化カリウム( KCN)とシアン化ナトリウム(NaCN)は、ニトリルやカルボン酸の合成、特にフォン・リヒター反応において有機合成で広く用いられています。また、炭酸アンモニウムの存在下でアルデヒドやケトンなどのカルボニル化合物と反応させることで、有用な合成中間体となるヒダントインの合成にも利用されています。
KCNは湿板コロジオン法の写真定着剤として使用されます。[ 13 ] KCNは現像液によって不溶化されていない銀を溶解します。これにより画像が可視化され安定化し、光に対する感度がなくなります。現代の湿板写真家は毒性の低い定着剤を好む場合があり、チオ硫酸ナトリウムを選択することが多いですが、KCNも依然として使用されています。
19世紀には、シアン化カリウムを含むシアン化石鹸が、写真家によって手についた銀の染みを落とすために使用されていた。 [ 14 ]: 11 [ 15 ]: 73
金採掘において、KCNは酸素(通常は周囲の空気中から)と水の存在下で、金金属から水溶性塩であるシアン化金カリウム(またはシアン化金カリウム)と水酸化カリウムを生成する。
分析化学では、シアン化カリウムは水や廃水中の亜鉛の化学分析のための錯化剤として使用されます。シアン化物基は亜鉛や他の重金属と錯体を形成し、分光光度計で分離・分析されます。[ 16 ]
シアン化カリウムは細胞呼吸の強力な阻害剤であり、ミトコンドリアのシトクロムcオキシダーゼに作用し、酸化的リン酸化を阻害します。その結果、嫌気性代謝により乳酸アシドーシスが発生します。急性シアン化物中毒の初期段階では、組織が血液中の酸素を利用できなくなるため、被害者の顔色が赤みを帯びます。シアン化カリウムとシアン化ナトリウムの効果は同じで、中毒症状は通常、摂取後数分以内に現れます。意識を失い、最終的に脳死に至ります。この間、被害者は痙攣を起こすことがあります。死因は組織毒性低酸素症/脳低酸素症です。シアン化カリウムのヒトにおける予想LD100値は200~300 mg、半数致死量(LD50)は140 mg。[ 17 ]
毒性の観点から、シアン化物の処分には厳しい規制が適用されます。工業用シアン化物廃水は通常、過硫酸、過酸化水素、二酸化硫黄/銅塩(「インコプロセス」)、またはこれら3つすべて(「コンビオックスプロセス」)を用いた酸化によって分解されます。実験室規模の廃棄物処理に従来用いられてきた次亜塩素酸ナトリウムの使用は、商業規模では実用的ではありません。高温での加水分解は非常に効果的ですが、特殊な装置が必要です。最後に、シアン化物廃棄物を酸性化してシアン化水素を回収することもできます。[ 4 ]