硫氰[qíng]化鉀(IUPAC英文名:PotassiumThiocyanate)又名硫氰酸鉀,是一種硫氰酸的單鉀鹽。常見化學式為KSCN或KCNS,其摩爾質量為97.182 g/mol,密度為1.886 g/cm3。CAS號為:333-20-0,EC登錄號為:206-370-1。常溫下,硫氰酸鉀是一種無味無色至白色的易吸潮透明晶體,其極易溶于水,也溶于酒精和丙酮等溶劑,在溶解時有吸熱作用。其水溶液的pH值在5.3~8.5之間。硫氰化鉀晶體熔點為173 ℃,繼續加熱熔融時會發生一系列顏色變化,在500 ℃時會發生分解。可用于染料業、照相業、農藥、及鋼鐵分析方面,能夠用于合成樹脂、農藥殺蟲劑、色素、照相輔助劑。還可以用于檢測溶液中的各種金屬離子。具有一定的生物毒性,誤服、吸入和皮膚接觸會導致急性中毒。
分布情況
人體唾液中天然含有硫氰酸鉀(15 mg/100 mL),而血液中不含。
一些哺乳動物的奶汁中天然含有非常少量的硫氰酸鹽。
理化性質
物理性質
硫氰化鉀是一種硫氰酸根的單鉀鹽,呈無色至白色的透明易吸潮單斜晶系。摩爾質量為97.182 g/摩爾,密度為1.886 g/cm3。熔點為173 ℃,硫氰化鉀熔融時,可轉化成棕色、綠色、藍色,冷卻時又返回為無色。在500 ℃下分解。極易溶于水,20 ℃下,每100 mL水能夠溶解217 g硫氰化鉀,同時硫氰化鉀溶于水時能大量吸熱。
化學性質
硫氰酸鉀常被看作一種擬鹵素鹽,這說明其與鹵素鹽在某些化學反應方面具有類似的性質。例如:硫氰酸鉀能與一些重金屬鹽生成難溶鹽;其在水溶液中溶解后的硫氰酸鹽是形成配位化合物的良好配體。此外,硫氰化鉀還能發生一些氧化還原反應和復分解反應。同時,硫氰化鉀還具有部分有機化合物的性質,能發生親核取代。
親核取代反應
有機硫氰化物是重要的制備中間體,常用硫氰化鉀合成有機硫氰化物。
氧化還原反應
硫氰酸鉀能夠被硝酸或高錳酸鉀氧化。
溫度過高時,硫氰酸鉀與氯化亞錫在酸性溶液中反應。
復分解反應
生成氰化氫
硫氰化鉀長時間在酸性環境中時,與酸(如:鹽酸)發生反應生成沉淀和氰化氫。
在酸性條件下,硫氰酸鉀還能被金屬(如:鋅)分解,產生硫化氫和氰化氫。
與金屬離子反應
硫氰化鉀可以和各種金屬離子生成具有不同顏色的硫氰化金屬沉淀物。
例如:
與銀離子生成白色沉淀。
與銅離子生成黑色沉淀。用水稀釋后沉淀分解。
鈷離子在含有銨鹽、硫氰酸鉀的溶液中或直接與硫氰酸銨作用生成藍色配位化合物,以水稀釋后藍色褪去變為紅色,故需在濃溶液中進行反應才能得到明顯結果。用戊醇或戊醇與乙醚的混合物可萃取上述螯合肥,有機層顯藍色。該法常用于檢驗溶液中的Co2?,此反應極為靈敏。
與汞離子生成白色沉淀。沉淀易溶于熱水和乙醇,并且溶于過量硫氰酸鉀。
亞汞鹽加入濃硫氰酸鉀溶液中時,生成黑色沉淀。
亞汞鹽與稀硫氰酸鉀溶液生成白色沉淀。
制備方法
以氰化鉀為原料
以氰化鉀和硫為原料制備硫氰化鉀。
混合原料加熱后,用水浸取反應生成物,在過濾后的濾液中加入硫酸再過濾去除多余硫磺。濾液濃縮后加入乙醇,過濾分離除去硫酸鉀結晶的濾液,經結晶得到產品。
此方法原料廉價易得,反應條件操作簡單,常用于工業大規模生產硫氰化鉀。但作為原料的氰化鉀具有較強的毒性,操作時需注意安全。同時會生成副產物硫化鉀,需要過濾分離操作。
以硫氰酸銨為原料
以硫氰酸替代氰化鉀作為碳源、硫源和氮源,避免了使用高毒性試劑,且硫氰酸根的酸性被石灰乳或碳酸鉀中和,提高了操作的安全性。但此方法原料成本較高,且部分原料水溶性差,需要大量水溶解,而加水太多又可能導致產率降低,因此只適用于在實驗室中小規模生產。
硫氰酸銨-石灰乳法
以硫氰酸銨、石灰乳和硫酸鉀為原料制備硫氰化鉀。
在硫氰酸銨溶液中加入等物質的量的石灰乳反應生成硫氰酸鈣溶液,再加熱去除氨,加入硫酸鉀生成硫氰化鉀,經過濾去除硫酸鈣沉淀后,濾液結晶得到產品。
硫氰酸銨-碳酸鉀法
以硫氰酸銨、碳酸鉀(或氫氧化鉀)為原料制備硫氰化鉀。
將硫氰酸銨加熱去除硫化氫后,在溶液溫度為105℃時緩緩加入碳酸鉀溶液反應生成硫氰化鉀,反應液經過濾除去不溶物,得到濾液,真空蒸發,冷卻結晶,過濾分離,干燥制得產品。
應用領域
口腔衛生
硫氰酸鉀可被用于修復動物牙齒,在牙本質表面作為預處理劑,然后使用藥劑填充開孔。
硫氰酸鉀在某些漱口水中作為清潔成分使用。
實驗室
分析實驗
硫氰酸鉀可以作為普通精度工作的標準物質。
通過分析血液中硫氰酸鹽的濃度可確定吸煙程度。硫氰酸鉀是氫氰酸的衍生物,而氰化氫存在于煙草的煙霧中。
硫氰酸鉀可用于定量分析,測定溶液中的銀離子、銅離子、鐵離子、離子等常見的金屬離子。
生物實驗
硫氰酸鉀在醫學實驗室里用于制備疫苗或細菌提取物。在培養基中得到培養的微生物后,加入磷酸鹽緩沖劑和硫氰酸鉀溶液來提取目標提取物。
金屬行業
硫氰酸鉀可用于金屬的電解拋光,以降低其微觀粗糙度。
電影行業
硫氰酸鉀溶液和鐵離子溶液可以形成血紅色的絡合物。利用此絡合物可以模擬電影或戲劇中的假血。
食品行業
硫氰酸鉀是乳過氧化物酶系統的三種成分(硫氰酸鹽、過氧化氫和乳過氧化物酶)之一。在沒有冷藏設施的條件下用于延長牛奶的保存時間。
攝影行業
硫氰酸鉀用于制造相機膠片,它能在塑料膠片中沉積凝膠。
其他行業
硫氰酸鉀可用于制造著色劑、顏料、油漆、油墨、芥子油等。
安全事宜
健康危害
GHS
GHS危害聲明
H302+H312+H332:吞咽、皮膚接觸或吸入有害。
H318:造成嚴重眼睛損傷。
H319:引起嚴重眼睛刺激。
H412:對水生生物有持久有害影響。
GHS防范說明
P261、P264、P264+P265、P270、P271、P273、P280、P301+P317、P302+P352、P304+P340、P305+P351+P338、P305+P354+P338、P317、P321、P330、P337+P317、P362+P364和P501
ICSCs
硫氰酸鉀的ICSC號為1088。該物質對大鼠經口攝入的半數致死量(LD50)為:854 mg/kg,對大鼠經皮下注射攝入的最低致死劑量(LDLo)為:1 g/kg。
該物質顆粒在空氣中分散時可以迅速達到有害濃度,雖然不可燃但加熱時分解產生有毒的硫化合物、氮氧化物和氰化物煙霧;能與強氧化劑發生劇烈反應;與水接觸能產生強烈的冷卻效果。
誤服致急性中毒時,引起惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等胃腸道功能紊亂,血壓波動、心率變慢。
通過呼吸道吸入人體會導致咳嗽或攝入的相關癥狀。
短期暴露下:該物質可能對中樞神經系統造成影響,可能導致興奮或抽搐。
長期或反復接觸:慢性作用,可抑制甲狀腺機能,可使婦女經期延長而量多。
存儲方案
硫氰化鉀易潮解,應貯存于通風、干燥、清潔的庫房內。勿壓。運輸時防止雨淋和日光暴曬。不可與酸和食品共貯混運。
泄露處置
當該物質泄露時,應當佩戴好微粒過濾器,盡量先潤濕該空間來防止吸入灰塵,然后再將泄露的物質掃入有蓋的容器中。
急救方案
不慎吸入該物質時,應當到空氣清新的地方休息;
皮膚接觸時,脫掉被污染的衣服,用大量水淋浴沖洗皮膚;
不慎與眼睛接觸時,取下隱形眼鏡(如果之前有佩戴的話),用大量水清洗幾分鐘,然后就醫;
誤食時,用水漱口,然后將活性炭與水混合飲下,轉診就醫。
參考資料 >
potassium thiocyanate.ChEBI.2023-03-16
Potassium thiocyanate | KCNS - PubChem.PubChem.2023-03-16
Reaxys:potassium thioacyanate.Reaxys.2023-03-16
ICSC:1088 - POTASSIUM THIOCYANATE.ICSC.2023-03-16
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