КАЛИЕВ ТИОЦИАНАТ (KSCN): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На калиев тиоцианат е неорганично съединение, състояща се от калий елементи (К), сяра (S), въглероден (С) и азот (N). Химическата му формула е KSCN. Това е безцветно или бяло твърдо вещество, много разтворимо във вода. Той се състои от K ⁺ калиев йон и SCN ^- тиоцианат. KSCN се намира в слюнка в изобилие.

Калиевият тиоцианат се използва като лабораторен реагент за различни видове химически анализи. Използва се и в мастила и бои.

Твърд KSCN калиев тиоцианат. O.Luci / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Източник: Wikimedia Commons.

KSCN е използван за разтваряне на дентин желатин (материал под зъбния емайл) преди да се приложи материал за възстановяване на зъби или смола. Използва се и при изследвания на ваксини, тъй като позволява извличането на определени биохимични елементи от бактерии.

Използва се под формата на разтвор, при който металите се разтварят по време на процеса на полиране чрез електричество или електрополиране. Той е бил използван и за получаване на фалшива кръв за филми и пиеси.

Понякога се злоупотребява за увеличаване на стабилността на млякото, когато то не се съхранява в хладилник. Но има недостатъкът да предизвика хипотиреоидизъм, заболяване, при което щитовидната жлеза се повреди.

структура

Калиевият тиоцианат се състои от калиев калий K ⁺ и анион NCS ^- тиоцианат. Последното се образува от азот (N), свързан с въглерод (С) чрез тройна връзка и сяра (S), свързана с въглерод чрез една връзка.

Химична структура на KSCN калиев тиоцианат. Edgar181 / Публично достояние. Източник: Wikimedia Commons.

номенклатура

• Калиев тиоцианат
• Калиев сулфоцианат
• Калиева сол на тиоцианова киселина
• Калиев роданат
• Калиев роданид

Имоти

Физическо състояние

Безцветно или бяло твърдо вещество.

Молекулно тегло

97,18 g / mol

Точка на топене

173 ºC

Температура на разлагане

500 ºC

плътност

1,88 гр / см ³

разтворимост

Много разтворим във вода: 217 g / 100 ml при 20 ° C, 238 g / 100 ml при 25 ° C. Разтворим в етанол.

рН

5% разтвор на KSCN има рН между 5,3 и 8,7.

Други свойства

Чистите, сухи проби от калиев тиоцианат са стабилни за неопределено време, когато се държат на тъмно в плътно покрити стъклени буркани. При контакт с пряка слънчева светлина обаче, безцветните кристали бързо стават жълтеникави.

Разтворите от чиста KSCN сол, защитени от светлина, са напълно стабилни.

KSCN е способен да набъбва желатин и колаген. Водните разтвори на калиев тиоцианат при взаимодействие с манганов диоксид MNO ₂ окисляват и форма тиоцианоген (SCN) ₂.

Получаване

Калиевият тиоцианат може да се приготви чрез топене на калиев цианид (KCN) със сяра (S). Реакцията е бърза и количествена.

KCN + S → KSCN

Може да се получи в разтвор чрез разтваряне на сяра (S) в бензен или ацетон и добавяне на разтвор на калиев цианид (KCN) в изопропанол. Тази реакция се използва за анализ на количеството сяра в разтвор.

Калиевият тиоцианат може да се получи чист чрез последователни прекристализации от вода или етанол.

Присъствие в природата

Калиевият тиоцианат се намира в слюнката в изобилие (15 mg / dL), но той липсва в кръвта.

Също така млякото на някои бозайници (например крави) има много малки количества тиоцианат естествено.

Приложения

В различни приложения

Калиевият тиоцианат е използван в различни химични анализи. Използва се за анализ или титруване на сребърен йон, също като реагент и индикатор за други анализи.

KSCN се използва в оцветители и пигменти. Използва се в бои и мастила.

Във фотографската индустрия той се използва особено при производството на фотографски филм, тъй като служи за да позволи твърдо отлагане на желатин от пластмасови филми.

Концентрацията на тиоцианат в кръвта е използвана в медико-научните експерименти за определяне на степента, в която някои хора пушат, тъй като тиоцианатът е продукт, получен от цианид на водород (HCN), присъстващ в тютюневия дим.

При стоматологични приложения

Калиев тиоцианат е използван при възстановяването на зъбите на животните. Успешно се прилага върху повърхността на дентина като предварителна обработка преди нанасяне на агента за запълване или запушване на отворения отвор.

Дентинът е слоят, който се намира под емайла на зъбите.

KSCN се използва за третиране на дентинната повърхност на зъбите, преди да се приложи материалът, който запълва кухините. Автор: Мудасар Икбал. Източник: Pixabay

Калиевият тиоцианат благоприятства подуването на желатина, който е върху дентина, така че този слой лесно се отстранява и се получава по-добро сцепление или свързване на материала, който затваря зъба (смолата).

В медицински научни лаборатории

KSCN се използва при приготвянето на ваксини или бактериални екстракти.

Патогенните бактерии се отглеждат чрез инкубация в подходящи лабораторни контейнери. След това се добавя фосфатен буфер и KSCN в контейнера, където се намира бактериалната култура.

Бактериалните култури се екстрахират с KSCN за получаване на ваксини за медико-научен опит. Автор: WikiImages. Източник: Pixabay

Приема се част от този бактериален препарат и се поставя в буркан. Разбърква се за подходящо време и суспензията се центрофугира, за да се отдели течността от твърдия материал. Супернатантът (течността) се събира и диализира.

Резултатът е екстракт, който се използва за ваксиниране в научни експерименти с лабораторни животни.

В производството на метали

Калиевият тиоцианат се използва при електрополиране на метали. Електрополирането е химичен процес, който позволява да се обработва повърхността на метал, за да се намали неговата микро-грапавост, тоест да се изглади металната повърхност.

Това се прави с електричество, което води до заглаждане на метала, за да действа като положителния полюс или анод на електролитната клетка. Грапавостта се разтваря в разтвора на калиев тиоцианат и металът е по-гладък.

На снимачната площадка на филми или в театъра

KSCN се използва за симулация на кръв във филми и телевизии или в пиеси.

Например, разтвор на калиев тиоцианат (KSCN) се прилага върху областта на тялото, която ще "пострада" от порязването или симулираното нападение. Симулацията на пластмасов нож или остър предмет се къпе в разтвор на железен хлорид (FeCl ₃).

"Острият" обект, притежаващ FeCl _3, внимателно се преминава върху кожата, навлажнена в KSCN. Веднага ще се образува червена ивица или петно, много подобно на кръв.

KSCN е използван за получаване на фалшива кръв във филми или театър. Автор: Кори Кори Райън Хансън Източник: Pixabay

Това се дължи на образуването на комплекс от железен тиоцианат и вода ^2+, който е с интензивен червен цвят, много подобен на кръвта:

KSCN + FeCl ₃ + 5 H ₂ O → ²⁺ + 2 Cl ^- + KCl

KSCN калиев тиоцианат, смесен с железен хлорид във вода, образува наситено червено съединение, подобно на кръвта. Автор: Clker-Free-Vector-Images. Източник: Pixabay

Злоупотреба с калиев тиоцианат

Калиевият тиоцианат се използва безскрупулно, за да предотврати нападението на млякото от бактерии или гъбички, загуба на свойствата си и влошаване.

В тропическите страни се използва метод, наречен "лакто-пероксидазна система" или LP система, който увеличава стабилността на млякото, когато се съхранява при високи температури на околната среда, когато неговото охлаждане не е възможно.

В някои страни не е възможно да се охлажда млякото и затова се използва калиев тиоцианат, за да се предотврати влошаването му. Автор: Томас Б. Източник: Pixabay.

Този метод използва естествената антибактериална система на млякото, която се активира чрез увеличаване на концентрацията на тиоцианат (който вече присъства в малки количества в млякото) и водороден пероксид (H ₂ O ₂).

Този метод обаче не е разрешен в много страни от органите, които регулират преработените храни.

Някои безскрупулни хора добавят KSCN към млякото по нерационален начин с или без H ₂ O ₂, което представлява опасност за здравето на потребителя, тъй като тиоцианатите са вещества, които причиняват увреждане на щитовидната жлеза и могат да причинят хипотиреоидизъм при поглъщане при високи концентрации.

Млякото с излишък от калиев тиоцианат може да навреди на здравето на тези, които го ядат. Автор: Tookapic Източник: Pixabay

Рискове

Вдишването на калиев тиоцианат на прах трябва да се избягва. Препоръчително е да носите ръкавици и защитни очила при работа с тях. След кратко излагане на калиев тиоцианат може да причини ефекти върху нервната система, като прекомерна емоция без мотив, възбуда и припадъци.

След дълго излагане може да бъде засегната щитовидната жлеза и централната нервна система, което се проявява съответно като хипотиреоидизъм и влошаване на някои функции. При поглъщане може да причини объркване, гадене, повръщане, гърчове и слабост.

Запалването или изгарянето на KSCN отделя силно отровни цианидни газове; това се случва и при добавяне на киселини. В лабораторията трябва да се работи в добре вентилирана качулка.

Препратки

1. Jarvinen, LZ et al. (1998). Индукция на защитния имунитет при зайци чрез съвместно приложение на инактивиран токсин от пастеурела мултоцида и екстракт от калиев тиоцианат. Инфекция и имунитет, август, 1998, с. 3788-3795. Възстановени от ncbi.nlm.nih.gov.
2. Тани, Й. и Тогая, Т. (1995). Дентинова повърхностна обработка без киселини. Списание за дентални материали 14 (1): 58-69, 1995. Извлечено от jstage.jst.go.jp.
3. Kolthoff, IM и Lingane, JJ (1935). Калиев тиоцианат като първично стандартно вещество. Journal of the American Chemical Society 1935, 57, 11, 2126-2131. Възстановено от pubs.acs.org.
4. Балмасов, А. В. и др. (2005 г.). Електрополиране на сребро във водно-органични разтвори на калиев тиоцианат. Prot Met 41, 354-357 (2005). Възстановена от link.springer.com.
5. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
6. Lide, DR (редактор) (2003). CRC Наръчник по химия и физика. 85 ^-та CRC Press.
7. Тайнер, Т. и Франсис, Дж. (2017). Калиев тиоцианат. ACS реактивни химикали. Възстановено от pubs.acs.org.
8. Kanthale, P. et al. (2015). Качествен тест за откриване на външен тиоцианат в млякото. J Food Sci Technol (март 2015 г.) 52 (3): 1698-1704. Възстановени от ncbi.nlm.nih.gov.
9. Roy, D. et al. (2018) Силиконова квантова флуоресцентна сонда: Характеристика на синтеза и разпознаване на тиоцианат в човешка кръв. ACS Omega 2018, 3, 7, 7613-7620. Възстановено от pubs.acs.org.
10. Гамон, К. (2018). Науката за фалшивата кръв. Вътрешна наука. Възстановено от insidescience.org.