Красная кровяная соль, или гексацианоферрат калия, — неорганическое соединение с уникальными свойствами. Это вещество с многовековой историей до сих пор удивляет ученых и находит применение в разных отраслях.
Происхождение названия
В 1822 году немецкий химик Леопольд Гмелин впервые получил красную кровяную соль окислением так называемой «желтой кровяной соли». Последнюю изготавливали из крови животных. Этот факт и красный цвет кристаллов обусловили происхождение названия.
Гексацианоферра́т(III) ка́лия... Синонимы: феррициани́д ка́лия[2], гексацианоферриа́т ка́лия, соль Гмелина[3], красная кровяная соль[4].
Современные способы производства красной кровяной соли не связаны с использованием крови. В промышленности ее получают из отходов газовых заводов или взаимодействием сульфида железа с цианидом калия.
Химический состав и свойства
По химическому составу красная кровяная соль представляет собой калиевую соль гексацианоферрата(III) железа. Ее молекулярная формула — K3[Fe(CN)6]. В кристаллическом виде эти соли имеют темно-красный цвет и образуют моноклинную решетку.
Физические и химические свойства красной кровяной соли:
- Плотность - 1,845 г/см3
- Хорошая растворимость в воде с образованием зеленовато-желтых растворов
- Практически нерастворима в органических растворителях
- Проявляет свойства сильного окислителя, особенно в щелочной среде
- Образует нерастворимые осадки с солями многих металлов
Интересной особенностью красной кровяной соли является ее способность как окислять, так и восстанавливать другие вещества. К примеру, в щелочной среде она может восстанавливаться перекисью водорода до гексацианоферрата(II) калия.
| Fe3+ | + | 2OH- |
| [Fe(CN)6]3- | + | H2O2 |
| Fe2+ | + | [Fe(CN)6]4- |
| + | 2H2O |
С кислотами гексацианоферрат калия реагирует с выделением цианистого водорода — чрезвычайно токсичного вещества:
[Fe(CN)6]3- + 3H+ → HCN + Fe3+ + 5CN-
При нагревании красная кровяная соль теряет воду и разлагается с образованием цианида калия, оксидов железа и углерода.
Применение в промышленности
Благодаря уникальным окислительно-восстановительным свойствам красная кровяная соль нашла широкое применение.
В фотографии ее используют в составе проявителей для получения эффектов тонирования, ослабления и усиления изображения. А в гальванопластике и хемотронике применяют в качестве компонента электролитов.
Кроме того, красную кровяную соль активно используют как аналитический реагент для обнаружения ионов железа, лития, олова и некоторых других металлов. В пиротехнике она входит в состав топлива для фейерверков и салютов.
Но, несмотря на широкое применение, при работе с этим токсичным веществом нужно соблюдать осторожность. Особенно опасен контакт красной кровяной соли с кислотами, который приводит к выделению цианистого водорода.
Токсичность и меры предосторожности
Несмотря на широкое применение, красная кровяная соль обладает выраженной токсичностью. Она может вызывать раздражение кожи, слизистых оболочек и даже отравление при попадании внутрь организма.
Особую опасность представляет взаимодействие этого вещества с кислотами, приводящее к выделению цианистого водорода — чрезвычайно ядовитого газа. Поэтому хранение и транспортировка красной кровяной соли не допускается вместе с кислотами или в кислотной среде.
Кроме того, при нагревании, а также под воздействием света растворы соли разлагаются с выделением токсичных веществ. Поэтому хранят красную кровяную соль обычно в темных плотно закрытых склянках при температуре не выше +40°С.
Среди прочих мер предосторожности при работе с этим реагентом:
- Использование средств индивидуальной защиты (халаты, перчатки, очки)
- Хорошая вентиляция помещений
- Ограничение времени контакта с веществом
- Тщательное соблюдение правил личной гигиены
Утилизация отходов
Отходы производства и применения красной кровяной соли также потенциально опасны для окружающей среды и требуют надлежащей утилизации.
В твердом виде отходы вещества обычно складируют в специальных хранилищах или упаковывают в пластик и захоранивают на полигонах. Небольшие количества можно обработать обесцвечивающими реагентами, например перекисью водорода.
Жидкие отходы, как правило, подвергают окислительному обезвреживанию. Например, озонированием или реакцией с известковым молоком с последующей нейтрализацией и осаждением цианидов в виде нерастворимых соединений.
Альтернативы
Существует несколько неорганических соединений, обладающих схожими окислительно-восстановительными свойствами, которые могут использоваться в качестве альтернативы красной кровяной соли.
В их числе перманганат и бихромат калия, перекись водорода, гипохлорит натрия. Эти вещества менее токсичны и более доступны.
Однако полностью заменить уникальные особенности гексацианоферрата калия им пока не удается. Поэтому, несмотря на высокую токсичность, красная кровяная соль продолжает активно применяться в промышленности и научных исследованиях.
Перспективы дальнейшего изучения
Некоторые особенности красной кровяной соли до конца не изучены. Например, механизм ее восстановления перекисью водорода или поведение вещества в нанокристаллическом состоянии.
Кроме того, идут работы по поиску безопасных способов утилизации отходов производства гексацианоферрата калия. А также разработке новых, менее токсичных производных на его основе.
Таким образом, несмотря на давнюю историю, красная кровяная соль по-прежнему остается перспективным объектом для исследований в различных отраслях науки и техники.
