フェロシアン化カリウム

フェロシアン化カリウムは、化学式 K ₄ [Fe(CN) ₆ ]·3H ₂ Oで表される無機化合物です。これは、配位錯体[Fe(CN) ₆ ] ⁴⁻のカリウム塩です。この塩は、レモンイエローの単斜晶を形成します。

合成

1752年、フランスの化学者ピエール・ジョゼフ・マッケール（1718-1784）は、プルシアンブルー（フェロシアン化鉄（III））と水酸化カリウムを反応させることでフェロシアン化カリウムを調製したことを初めて報告した。^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

現代の生産

フェロシアン化カリウムは、シアン化水素、塩化鉄(II)、水酸化カルシウムから工業的に製造され、これらを組み合わせるとCa ₂ [Fe(CN) ₆ ]·11H ₂ Oが得られます。この溶液をカリウム塩で処理してカルシウム-カリウム混合塩CaK ₂ [Fe(CN) _{6 ]を沈殿させ、これを}炭酸カリウムで処理してテトラカリウム塩を得ます。^{[ 6 ]}

歴史的制作

歴史的には、この化合物は窒素含有有機物、鉄粉、炭酸カリウムから製造されていました。^{[ 7 ]}一般的な窒素および炭素源としては、焙焼した角、皮革くず、内臓、乾燥血液などがありました。また、ガス工場で使用済みの酸化物（シアン化水素からの都市ガスの精製）からも商業的に入手できました。

化学反応

フェロシアン化カリウムを硝酸で処理すると、 H ₂ [Fe(NO)(CN) ₅ ] が得られる。この中間体を炭酸ナトリウムで中和した後、ニトロプルシドナトリウムの赤い結晶を選択的に結晶化することができる。^{[ 8 ]}

塩素ガスで処理すると、フェロシアン化カリウムはフェリシアン化カリウムに変化する。

2 K ₄ [Fe(CN) ₆ ] + Cl ₂ → 2 K ₃ [Fe(CN) ₆ ] + 2 KCl

この反応は、溶液からフェロシアン化カリウムを除去するために利用できる。

有名な反応の一つに、プルシアンブルーを生成するために、鉄塩、最も一般的には塩化鉄(III)を用いた反応がある。塩化鉄(III)との反応では、副生成物として塩化カリウムが生成される。

3 K ₄ [Fe(CN) ₆ ] + 4 FeCl ₃ → Fe ₄ [Fe(CN) ₆ ] ₃ + 12 KCl

組成は Fe ^III₄ [Fe ^II( CN )₆ ]₃ 、この不溶性だが濃い色の物質は、青写真の青色であり神奈川沖浪裏や星月夜などの多くの有名な絵画にも使用されています。

アプリケーション

フェロシアン化カリウムは、産業界で多くのニッチな用途が見出されています。フェロシアン化カリウムとその関連ナトリウム塩は、道路用塩と食卓塩の両方の固結防止剤として広く使用されています。フェロシアン化カリウムとフェロシアン化ナトリウムは、スズの精製やモリブデン鉱石からの銅の分離にも使用されています。フェロシアン化カリウムは、ワインやクエン酸の製造にも使用されています。^{[ 6 ]}

EUでは、2017年時点で、フェロシアン化カリウム（E 535-538）は、食塩添加物として2つの食品カテゴリーでのみ認可されていた。

動物飼料にも使用できます。^{[ 9 ]}

実験室では、フェロシアン化カリウムは、酸化還元反応に基づく滴定によく用いられる化合物である過マンガン酸カリウムの濃度を測定するために使用されます。フェロシアン化カリウムは、フェリシアン化カリウムおよびリン酸緩衝溶液との混合物として、 β-ガラクトシダーゼの緩衝液として使用されます。β-ガラクトシダーゼはX-Galを切断するために使用され、β-ガラクトシダーゼが結合したβ-ガラクトシダーゼが標的に結合した箇所を鮮やかな青色に可視化します。Fe(3)と反応するとプルシアンブルー色になります。そのため、実験室では鉄の識別試薬として使用されます。

フェロシアン化カリウムは植物の肥料として使用できる。^{[ 2 ]}

1900年以前、カストナー法が発明される前は、フェロ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。^{[ 6 ]}この歴史的なプロセスでは、フェロシアン化カリウムを分解してシアン化カリウムを製造しました。^{[ 7 ]}

K ₄ [Fe(CN) ₆ ] → 4 KCN + FeC ₂ + N ₂

フェロシアン化カリウムは、高エネルギー爆薬である白色火薬またはオージェンドル火薬の成分です。^{[ 10 ]}これは、黄色のフェロシアン化カリウム28部、サトウキビ糖23部、塩素酸カリウム49部からなり、早期爆発を防ぐために絶対アルコールの下で混合されます。 ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

フェロシアン化カリウムは、19世紀のシアノタイプ写真プロセスの伝統的な処方の主要成分である。^{[ 13 ]}

構造

他の金属シアン化物と同様に、固体フェロシアン化カリウムは、水和物と無水塩の両方において、複雑なポリマー構造を有している。ポリマーは、CN配位子に結合したK ^{+イオンで架橋された八面体[Fe(CN)}₆ ] ⁴⁻中心から構成されている。^[¹⁴^]固体が水に溶解すると、 K ^{+ ---NC結合が切断される。}

毒性

ラットにおける毒性は低く、致死量（LD ₅₀）は1.6～3.2g/kgである。^{[ 2 ]}フェロシアン化物毒性の影響を受ける臓器は腎臓である。^{[ 15 ]}

参考文献

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外部リンク

「シアン化物（無機）化合物に関するファクトシート」。オーストラリア国家汚染物質目録。
「食塩に含まれるフェロシアン化カリウムは摂取しても全く安全です」rediff.com
大型のフェロシアン化カリウム結晶の写真

[1] 化学、芸術、製造業における500の有用で面白い実験：使用される特性とその有用な目的への応用に関する考察付き。トーマス・テッグ。1825年。

[ejk-2] 1 2 3コプラズ、エリザベス J. (2012).ビンガム、ユーラ; コーセン、バーバラ (編).パティの毒性学. 第1 巻 (第 6版). ホーボーケン、ニュージャージー州:ワイリー. p. 990. ISBN 978-0-470-41081-3。

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