Лечение болезней суставов и позвоночника
Цианид калия
Общие
Систематическое
наименование
калия цианид
Хим. формула KCN
Физические свойства
Молярная масса 65,11 г/моль
Плотность 1,55 ± 0,01 г/см³ [1]
Термические свойства
Т. плав. 634 °C
Т. кип. 1625 °C
Давление пара 0 ± 1 мм рт.ст. [1]
Химические свойства
Растворимость в воде 40 г/100 мл
Растворимость в спирте 0,45 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 151-50-8
PubChem 9032
Рег. номер EINECS 205-792-3
SMILES
RTECS TS8750000
ChEBI 33191
Номер ООН 1680
ChemSpider 8681
Безопасность
ЛД50 1,7 мг/кг
Токсичность Чрезвычайно токсичен, СДЯВ
Пиктограммы СГС
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Циани́д ка́лия, или циа́нистый ка́лий, — калиевая соль синильной кислоты, химическая формула KCN. Бесцветные кристаллы, по фактуре и размерам напоминающие сахарный песок. Ядовит. Хорошо растворим в воде (41,7 % по массе при 25 °C, 55 % при 100 °C). Плохо растворим в этаноле, не растворяется в углеводородах.

Циановодород, выделяющийся при гидролизе цианида калия, для некоторых людей имеет запах горького миндаля, для некоторых остается без запаха. Предполагается, что это различие обусловлено генетически [2] .

Содержание

Получение [ править | править код ]

Цианид калия в лаборатории получают взаимодействием синильной кислоты с концентрированным гидроксидом калия:

H C N + K O H → K C N + H 2 O <displaystyle <
m <+<
m <
ightarrow <
m <+<
m <2>O>>>>>>>>>

Цианид калия можно получить реакцией амида калия с коксующимся углём при температуре 500-600 градусов [3] .

K N H 2 + C → K C N + H 2 ↑ <displaystyle <
m <<2>>+<
m <
ightarrow <
m <+<
m <
<2>>uparrow >>>>>>>>>

Также цианид калия можно получить из хлороформа, аммиака и гидроксида калия:

C H C l 3 + N H 3 + 4 K O H → K C N + 3 K C l + 4 H 2 O <displaystyle <
m <<3>>+<
m <<3>>+<
m <<4KOH>
ightarrow <
m <+<
m <<3KCl>+<
m <4H_<2>O>>>>>>>>>>>>>

Цианистый калий выделил шведский аптекарь Карл Вильгельм Шееле в 1762 году.

Применение [ править | править код ]

Применяется в процессе добычи золота и серебра из руд (цианирование):

4 A u + 8 K C N + O 2 + 2 H 2 O → 4 K [ A u ( C N ) 2 ] + 4 K O H <displaystyle <
m <<4Au>+<
m <<8KCN>+<
m <<2>>+<
m <<2H_<2>O>
ightarrow <
m <<4K[Au(CN)_<2>]>+<
m <4KOH>>>>>>>>>>>>> ,

а также в гальванотехнике цинка, кадмия, меди, серебра и золота, в том числе для ювелирного дела.

Химические свойства [ править | править код ]

Так как синильная кислота, соответствующая цианид-иону, очень слабая, то она легко вытесняется из солей более сильными кислотами. Так, например, на воздухе цианид калия со временем превращается в нетоксичный карбонат калия (поташ) в результате реакции с углекислым газом и водой:

2 K C N + C O 2 + H 2 O → K 2 C O 3 + 2 H C N ↑ <displaystyle <
m <<2KCN>+<
m <_<2>+<
m <<2>O>
ightarrow <
m <<2>CO_<3>>+<
m <<2HCN>uparrow >>>>>>>>>>>

Формально в этом процессе принимает участие нестабильная слабая угольная кислота, которая вытесняет из соли синильную кислоту.

Токсичность [ править | править код ]

История ядов и отравлений богата и весьма занимательна. За тысячи лет был собран внушительный арсенал химических веществ, с помощью которых можно легко отправить ближнего своего на тот свет. Цианистый калий – далеко не самый сильный яд из существующих, но его, безусловно, можно назвать одним из наиболее знаменитых. И благодарить за это нужно создателей детективных и исторических романов. Беда в том, что литераторы, описывающие в своих произведениях отравление цианистым калием, плохо разбирались в химии, поэтому вокруг яда возникло столько легенд и мифов.

Цианид калия принадлежит к обширной группе химических веществ, которые носят собирательное – и несколько условное – название цианиды. Несмотря на свою зловещую славу, это соединение все еще используется в бытовой химии, его, например, содержат некоторые краски или средства для чистки ювелирных изделий. Так что теоретически, случайное отравление вполне возможно. Хотя, забегая наперед, отметим, что для этого нужно сильно постараться.

Однако, прежде чем перейти к описанию действия цианистого калия на человека, хотелось бы сказать несколько слов об особенностях этого соединения.

Свойства физические и химические

Цианистый калий представляет собой белый кристаллический порошок, похожий цветом и фактурой на обычный сахарный песок. Соединение прекрасно растворяется в воде, плохо в метаноле и совсем не растворяется в углеводородах. Цианид калия гигроскопичен, его плотность – 1,56 г/см3, температура плавления – 634,5 °C.

Формула цианистого калия – KCN. Его молекулярная масса составляет 65,12. Цианиды – это класс соединений, который содержит в своем составе группу -С N. Все неорганические представители данного класса являются производными цианистоводородной или синильной кислоты HCN. Причем далеко не все они имеют токсические свойства – ядовитыми являются только вещества, у которых цианогруппа не слишком сильно связана с молекулой и поэтому химически активна. Так что цианистый калий – скорее исключение, нежели правило.

На воздухе цианид калия взаимодействует с углекислым газом и водой, образуя поташ и синильную кислоту, согласно следующему уравнению:

В водном растворе цианид разлагается на синильную кислоту и гидроксид калия:

Вопреки распространенному мнению, цианистый калий не имеет выраженного аромата миндаля. Так пахнет циановодород, появляющийся при его гидролизе. Причем способность слышать этот аромат избирательна, считается, что это обусловлено генетически.

В лабораторных условиях соединение получают путем взаимодействия гидроксида калия и синильной кислоты. Еще один способ – реакция амида калия с коксующим углем при высокой температуре.

Немного истории: от египетских фараонов до нацистских концлагерей

Цианистый калий – это один из самых старых ядов известных человечеству. Упоминания о нем найдены еще в египетских текстах. Жители долины Нила добывали цианид из плодовых косточек и ласково называли эту жуткую отраву «персиком».

Читайте также:  Хирург травматолог в новосибирске

Синильная кислота – основной компонент для получения цианидов – была открыта шведским ученым Карлом Шееле в 1782 году. Непосредственно цианистый калий впервые синтезировал немецкий химик Роберт Бунзен в 1845 году. Он же придумал и промышленный способ его получения. Причем в конце XIX века отношение к этому опасному веществу было весьма легкомысленным – цианистый калий мог приобрести любой желающий.

Популярность яда среди злодеев настоящих и вымышленных легко объяснима: он отлично растворяется в воде, практически не имеет вкуса, а смертельная доза очень невелика — достаточно примерно 0,12 гр. Человек почти мгновенно теряет сознание, а затем наступает паралич дыхания. Синильная кислота не менее ядовита, но весьма неудобна в использовании: заметный запах может насторожить жертву, а высокая летучесть делает ее опасной для самого отравителя.

Во время Первой мировой войны его попытались использовать в качестве отравляющего вещества. Однако цианистый калий оказался недостаточно устойчив, поэтому боевого газа из него не получилось.

Позже соединением заинтересовался Фриц Габер – выдающийся немецкий ученый, сыгравший ключевую роль в разработке германского химического оружия. Именно на основе цианида он создал печально знаменитый «Циклон-Б» – отравляющее вещество, которое нацисты использовали для умерщвления узников концлагерей.

В промышленности цианистый калий применяется довольно ограничено: в качестве реагента при извлечении драгоценных металлов из руд и при гальванических процессах.

Как на человека действуют цианиды

Бытует мнение, что цианистый калий убивает, связываясь с железом гемоглобина крови. Лишая тем самым ее возможности переносить кислород. Это не соответствует действительности. На самом деле яд мешает нашим тканям усваивать кислород, и организм буквально задыхается.

Цианистый калий имеет высокое родство к трехвалентному железу, поэтому в клетках он соединяется с ферментом цитохромоксидазой, которая отвечает за усвоение кислорода. А без него останавливаются все обменные процессы. Получается, что кислород в крови есть, но отравленный человек умирает от недостатка воздуха.

Следует отметить, что происходит это не сразу, даже если доза яда была велика. Но книги, рассказывающие о мгновенном действии цианидов, действительно не врут – потеря сознания происходит практически сразу.

Многие думают, что цианистый калий – самый сильный яд в природе. Это вовсе не так. Хорошо всем известные никотин и стрихнин куда опаснее. Стандартной мерой «ядовитости» служит количество токсина на килограмм массы животного, которое необходимо для смертельного исхода в 50% случаев (LD50). У цианида оно равняется 10 мг/кг, а у никотина — всего 0,3. Список можно продолжить далее: диоксин — 0,022 мг/кг, тетродотоксин, который выделяет рыба-шар, — 0,01 мг/кг, рицин из семян клещевины — 0,0001 мг/кг, токсин столбняка — 0,000001 мг/кг. Наиболее опасными и ядовитыми могут быть обычные консервы. Вернее, ботулинический токсин (0,0000003 мг/кг), вырабатываемый бактериями, которые поселяются в них. Еще можно добавить, что смертельная доза цианида калия во многом зависит от индивидуальных особенностей человека.

Симптомы отравления при больших и малых дозах

При попадании в организм большого количества яда смерть практически неизбежна. Мужчине среднего телосложения достаточно единовременно принять около 1 грамма цианистого калия. Затем последует потеря сознания, хрипы, судороги, остановка дыхания и смерть.

Доза от одной до двух десятых грамма яда также, вероятно, будет смертельной, но агония затянется минут на двадцать-сорок.

Иначе выглядит клиническая картина отравления небольшими дозами цианида калия. Оно сопровождается следующими симптомами:

  • горький привкус и жжение во рту;
  • обильное слюнотечение и тошнота;
  • головная боль и общая слабость;
  • одышка, учащение и углубление дыхания;
  • ослабление пульса и падение давления;
  • посинение или бледность кожи.

Существует миф о цианистом калии из косточек, которым, якобы, можно легко отравиться. На самом деле в косточках таких плодов, как персик, черешня, вишня, миндаль, слива цианида нет. Там находится довольно безвредное вещество амигдалин, которое под действием ферментов нашего желудочно-кишечного тракта превращается в синильную кислоту. На сегодняшний день в медицинской литературе нет ни единого случая смертельного отравления косточкам плодов и причина очень проста – их нужно съесть около двухсот штук. Кстати, опасны только сырые косточки – термическая обработка делает их абсолютно безвредными. Так что, смело кушайте косточки из домашних джемов и компотов.

Как помочь при отравлениях

Еще в XIX веке химики заметили, что соединяясь с обычным сахаром, цианиды теряют свои токсичные свойства. Именно поэтому людям, работающим с данным веществом, рекомендуют держать под языком небольшой кусочек сахара. Хотя, данный способ – просто дополнение к обычным защитным мерам (перчатки, маска, хорошая вентиляция).

30 декабря 1916 года группа заговорщиков во главе с князем Юсуповым с помощью цианистого калия решила убить фаворита царского двора Григория Распутина. Ему была подсыпана огромная доза яда, но она не оказала ни малейшего воздействия на знаменитого «старца». Все дело в том, что заговорщики плохо знали химию. Они начинили цианидом кремовые эклеры, которые Распутин запивал сладким вином. Поэтому смертельный яд оказался нейтрализованным.

Еще одним эффективным противоядием является тиосульфат натрия, который соединяется с цианидами и превращает их в безвредные роданиды. Более любопытна третья группа антидотов – это вещества, образующие с гемоглобином крови метгемоглобин. Он не может переносить кислород к тканям, но зато быстро связывается с цианидами, нейтрализуя их. В эту группу антидотов входят красители (метиленовый синий), неорганические и органические нитриты. Метгемоглобин не только связывает цианиды в крови, но и может разблокировать клеточные ферменты.

Данная группа антидотов наиболее эффективна, так как действует стремительно, но есть у нее и существенный минус. При большом количестве метгемоглобина кровь теряет способность переносить кислород, что чревато серьезными последствиями. Так что передозировка антидота также опасна.

История цианидов уверенно прослеживается практически от первых дошедших до нас письменных источников. Древние египтяне, например, использовали косточки персика для получения смертельно опасной эссенции, которая в экспонирующихся в Лувре папирусах называется просто «персиком».

Читайте также:  Как правильно пить дрожжи

Персик, как и еще две с половиной сотни растений, среди которых миндаль, вишня, черешня, слива, относится к роду сливы. В косточках плодов этих растений содержится вещество амигдалин — гликозид, прекрасно иллюстрирующий понятие «летальный синтез». Этот термин не совсем корректен, более правильно было бы назвать явление «летальным метаболизмом»: в его ходе безобидное (а иногда даже полезное) соединение под действием ферментов и других веществ расщепляется до сильнодействующего яда. В желудке амигдалин подвергается гидролизу, и от его молекулы отщепляется одна молекула глюкозы — образуется пруназин (некоторое его количество содержится в косточках ягод и фруктов изначально). Далее в работу включаются ферментные системы (пруназин-?-глюкозидаза), которые «откусывают» последнюю оставшуюся глюкозу, после чего от исходной молекулы остается соединение манделонитрил. По сути, это метасоединение, которое то склеивается в единую молекулу, то снова распадается на составляющие — бензальдегид (слабый яд с полулетальной дозой, то есть дозой, вызывающей гибель половины членов испытуемой группы, DL50 — 1,3 г/кг массы крысиного тела) и синильную кислоту (DL50 — 3,7 мг/кг массы крысиного тела). Именно эти два вещества в паре обеспечивают характерный запах горького миндаля.

В медицинской литературе нет ни одного подтвержденного случая смерти после поедания персиковых или абрикосовых косточек, хотя и описаны случаи отравления, требовавшие госпитализации. И этому есть достаточно простое объяснение: для образования яда нужны только сырые косточки, а их много не съешь. Почему сырые? Чтобы амигдалин превратился в синильную кислоту, необходимы ферменты, а под действием высокой температуры (солнечные лучи, кипячение, жарка) они денатурируются. Так что компоты, варенье и «каленые» косточки совершенно безопасны. Чисто теоретически возможно отравление настойкой на свежей вишне или абрикосах, поскольку денатурирующих факторов в этом случае нет. Но там в действие вступает другой механизм обезвреживания образующейся синильной кислоты, описанный в конце статьи.

Почему кислота называется синильной? Цианогруппа в сочетании с железом дает насыщенный ярко-синий цвет. Самое известное соединение — берлинская лазурь, смесь гексацианоферратов с идеализированной формулой Fe7 (CN)18. Именно из этого красителя в 1704 году был выделен циановодород. Из него же получил чистую синильную кислоту и определил ее структуру в 1782 году выдающийся шведский химик Карл Вильгельм Шееле. Как гласит легенда, четыре года спустя, в день своей свадьбы, Шееле скончался за рабочим столом. Среди окружавших его реактивов была и HCN.

Эффективность цианидов для точечного устранения противника во все времена манила военных. Но масштабные эксперименты стали возможными только в начале XX века, когда были разработаны методы производства цианидов в промышленных количествах.

1 июля 1916 года французы в боях у реки Соммы впервые применили цианистый водород против немецких войск. Однако атака провалилась: пары HCN легче воздуха и быстро улетучивались при высокой температуре, так что «хлорный» фокус со стелющимся по земле зловещим облаком повторить не удалось. Попытки утяжелить циановодород треххлористым мышьяком, хлорным оловом и хлороформом не увенчались успехом, так что о применении цианидов пришлось забыть. Точнее, отложить — до Второй мировой.

Немецкая химическая школа и химическая промышленность в начале XX века не знали себе равных. На благо страны работали выдающиеся ученые, в том числе нобелевский лауреат 1918 года Фриц Габер. Под его руководством группа исследователей свежесозданного «Немецкого общества борьбы с вредителями» (Degesch) модифицировала синильную кислоту, которая с конца XIX века использовалась в качестве фумиганта. Чтобы снизить летучесть соединения, немецкие химики использовали адсорбент. Перед применением гранулы следовало погрузить в воду, чтобы высвободить накопленный в них инсектицид. Продукт получил название «Циклон». В 1922 году Degesch перешла в единоличное владение компании Degussa. В 1926 году на группу разработчиков был зарегистрирован патент на вторую, весьма успешную версию инсектицида — «Циклон Б», отличавшийся более мощным сорбентом, наличием стабилизатора, а также ирританта, вызывавшего раздражение глаз — чтобы избежать случайного отравления.

Между тем Габер активно продвигал идею химического оружия еще со времен Первой мировой, и многие его разработки имели чисто военное значение. «Если солдаты на войне умирают, то какая разница — от чего именно», — говорил он. Научная и деловая карьера Габера уверенно шла в гору, и он наивно полагал, что заслуги перед Германией давно сделали его полноправным немцем. Однако для набиравших силу нацистов он был прежде всего евреем. Габер стал искать работу в других странах, но, несмотря на все его научные заслуги, многие ученые не простили ему разработку химического оружия. Тем не менее в 1933 году Габер с семьей уехал во Францию, потом в Испанию, потом в Швейцарию, где и умер в январе 1934 года, к счастью для себя не успев увидеть, для каких целей нацисты использовали «Циклон Б».

Пары синильной кислоты не слишком эффективны как яд при вдыхании, зато при употреблении внутрь ее солей DL50 — всего 2,5 мг/кг массы тела (для цианида калия). Цианиды блокируют последний этап передачи протонов и электронов цепью дыхательных ферментов от окисляемых субстратов на кислород, то есть останавливают клеточное дыхание. Процесс этот небыстрый — минуты даже при сверхвысоких дозах. Но кинематограф, показывающий быстрое действие цианидов, не врет: первая фаза отравления — потеря сознания — действительно наступает через несколько секунд. Еще несколько минут длится агония — судороги, подъем и падение артериального давления, и лишь потом наступает остановка дыхания и сердечной деятельности.

При меньших дозах можно даже отследить несколько периодов отравления. Сначала горький привкус и жжение во рту, слюнотечение, тошнота, головная боль, учащение дыхания, нарушение координации движений, нарастающая слабость. Позже присоединяется мучительная одышка, кислорода тканям не хватает, так что мозг дает команду на учащение и углубление дыхания (это очень характерный симптом). Постепенно дыхание угнетается, появляется еще один характерный симптом — короткий вдох и очень длинный выдох. Пульс становится более редким, давление падает, зрачки расширяются, кожа и слизистые розовеют, а не синеют или бледнеют, как в других случаях гипоксии. Если доза несмертельная, этим все и ограничивается, через несколько часов симптомы исчезают. В противном случае наступает черед потери сознания и судорог, а затем возникает аритмия, возможна остановка сердца. Иногда развивается паралич и длительная (до нескольких суток) кома.

Читайте также:  Мультикистоз яичников что это такое

Миндаль и другие

Амигдалин содержится в растениях семейства розоцветных (род слива — вишня, алыча, сакура, черешня, персик, абрикос, миндаль, черемуха, слива), а также в представителях семейств злаки, бобовые, адоксовые (род бузина), льновые (род лен), молочайные (род маниок). Содержание амигдалина в ягодах и фруктах зависит от множества различных факторов. Так, в семечках яблок его может быть от 1 до 4 мг/кг. В свежевыжатом яблочном соке — 0,01−0,04 мг/мл, а в пакетированном соке — 0,001−0,007 мл/мл. Для сравнения: абрикосовые косточки содержат 89−2170 мг/кг.

Цианиды имеют очень высокое сродство к трехвалентному железу, именно поэтому они устремляются в клетки к дыхательным ферментам. Так что идея «подсадной утки» для яда витала в воздухе. Первыми ее реализовали в 1929 году румынские исследователи Младовеану и Георгиу, которые сначала отравили собаку смертельной дозой цианида, а затем спасли ее внутривенным введением нитрита натрия. Это сейчас пищевую добавку Е250 шельмуют все, кому не лень, а животное, между прочим, выжило: нитрит натрия в связке с гемоглобином образует метгемоглобин, на который цианиды в крови «клюют» лучше, чем на дыхательные ферменты, за которыми еще нужно пробраться внутрь клетки.

Нитриты окисляют гемоглобин очень быстро, так что один из самых эффективных антидотов (противоядий) — амилнитрит, изоамиловый эфир азотистой кислоты — достаточно просто вдохнуть с ватки, как нашатырный спирт. Позже выяснилось, что метгемоглобин не только связывает циркулирующие в крови цианид-ионы, но и разблокирует «закрытые» ими дыхательные ферменты. В группу метгемоглобинообразователей, правда, уже более медленных, входит и краситель метиленовый синий (известный как «синька»).

Есть и обратная сторона медали: при внутривенном введении нитриты и сами становятся ядами. Так что насыщать кровь метгемоглобином можно лишь при строгом контроле его содержания, не более 25−30% от общей массы гемоглобина. Есть и еще один нюанс: реакция связывания обратима, то есть через некоторое время образовавшийся комплекс распадется и цианид-ионы устремятся внутрь клеток к своим традиционным мишеням. Так что нужна еще одна линия обороны, в качестве которой применяют, например, соединения кобальта (кобальтовая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, гидроксикобаламин — один из витаминов В12), а также антикоагулянт гепарин, бета-оксиэтилметиленамин, гидрохинон, тиосульфат натрия.

Не лечит, а калечит!

Амигдалин пользуется популярностью у околомедицинских шарлатанов, называющих себя представителями альтернативной медицины. С 1961 года под маркой «Лаэтрил» или под названием «Витамин В17» полусинтетический аналог амигдалина активно продвигается как «средство для лечения рака». Никакой научной основы под этим нет. В 2005 году в журнале Annals of Pharmacotherapy был описан случай тяжелого отравления цианидами: 68-летний пациент принимал «Лаэтрил», а также гипердозы витамина С, рассчитывая на усиление профилактического эффекта. Как оказалось, подобное сочетание ведет ровно в противоположную от здоровья сторону.

Но самый интересный антидот намного проще и доступнее. Химики еще в конце XIX века заметили, что цианиды превращаются в нетоксичные соединения при взаимодействии с сахаром (особенно эффективно это происходит в растворе). Механизм этого явления в 1915 году объяснили немецкие ученые Рупп и Гольце: цианиды, реагируя с веществами, содержащими альдегидную группу, образуют циангидрины. Такие группы есть в глюкозе, и амигдалин, упомянутый в начале статьи, по сути представляет собой нейтрализованный глюкозой цианид.

Если бы об этом было известно князю Юсупову или кому-то из примкнувших к нему заговорщиков — Пуришкевичу или великому князю Дмитрию Павловичу, они не стали бы начинять пирожные (где сахароза уже гидролизовалась до глюкозы) и вино (где глюкоза тоже имеется), предназначенные для угощения Григория Распутина, цианистым калием. Впрочем, есть мнение, что его и не травили вовсе, а рассказ о яде появился для запутывания следствия. Яда в желудке «царского друга» не обнаружили, но это ровным счетом ничего не значит — циангидрины там никто не искал.

У глюкозы есть свои плюсы: например, она способна восстанавливать гемоглобин. Это оказывается очень кстати для «подхвата» отсоединяющихся цианид-ионов при использовании нитритов и прочих «ядовитых антидотов». Есть даже готовый препарат, «хромосмон» — 1%-ный раствор метиленового синего в 25%-ном растворе глюкозы. Но есть и досадные минусы. Во-первых, циангидрины образуются медленно, гораздо медленнее, чем метгемоглобин. Во-вторых, они образуются только в крови и только до того, как яд проникнет в клетки к дыхательным ферментам. Кроме того, закусить цианистый калий куском сахара не получится: сахароза не реагирует с цианидами непосредственно, нужно, чтобы сначала она распалась на глюкозу с фруктозой. Так что если вы опасаетесь отравления цианидами, лучше носить с собой ампулу амилнитрита — раздавить в платке и подышать 10−15 с. А потом можно вызвать «скорую» и пожаловаться, что вас отравили цианидами. То-то врачи удивятся!

Автор статьи — врач-токсиколог, научный редактор журнала «Российские аптеки»

Статья «С запахом горького миндаля» опубликована в журнале «Популярная механика» (№159, январь 2016).

“>

Похожие статьи