Просмотр кода страницы Гексацианоферрат(II) калия

{{Вещество
| картинка = Structure of potassium ferrocyanide.png
| изображение слева = Potassium-ferrocyanide-trihydrate-sample.jpg
| изображение справа = Potassium hexacyanidoferrate(II).jpg
| хим. имя = Гексацианоферрат(II) калия
| традиционные названия = Калий железистосинеродистый, жёлтая кровяная соль, ферроцианид калия, цианид железа(II)-калия
| хим. формула = C<sub>6</sub>N<sub>6</sub>FeK<sub>4</sub>
| рац. формула = K<sub>4</sub>[Fe(CN)<sub>6</sub>]
| молярная масса = 368,3462 (безводный)
422,3912 (тригидрат)
| темп. плавления = +69…+71
| темп. кипения = 
| темп. разложения = ~650
| тройная точка = 
| критическая точка = 
| плотность = тригидрата 1,85
| CAS = 13943-58-3
| SMILES = 
| растворимость = 
| конст. диссоц. кислоты = 
| состояние = безводный — бесцветные кристаллы, тригидрат — бледно-жёлтые кристаллы
| динамическая вязкость = 
| кинематическая вязкость = 
| теплоёмкость = 
| энтальпия образования = 
| теплота парообразования = 
}}
'''Гексацианоферра́т(II) ка́лия''' (''железистосинеро́дистый ка́лий'', ''ферроциани́д ка́лия'', ''гексацианоферроа́т ка́лия'', ''жёлтая кровяная соль'') — неорганическое соединение из группы [[гексацианоферраты|гексацианоферратов]], [[комплексные соединения|комплексная]] соль состава K<sub>4</sub>[Fe(CN)<sub>6</sub>], содержащая в анионе двухвалентное [[железо]], выделяющаяся из водного раствора в виде [[кристаллогидрат]]а K4[Fe(CN)<sub>6</sub>]*3H<sub>2</sub>O.

== История открытия ==
В 1752 году {{iw|Макер, Пьер|Макер||Pierre Macquer}} обнаружил, что при кипячении [[берлинская лазурь|берлинской лазури]] с раствором щёлочи ([[Гидроксид калия|едкого кали]]) синий цвет её исчезает, а в раствор переходит желтое вещество. Исследования [[Бертолле]] (1787), [[Гей-Люссак]]а и [[Берцелиус]]а (1819) показали, что вещество это содержит [[калий]], [[железо]] (II) и остаток [[синильная кислота|синильной кислоты]]; сначала его принимали за [[двойные соли|двойную соль]]. Впоследствии, усилиями [[Гмелин, Леопольд|Гмелина]], Гей-Люссака и [[Либих, Юстус|Либиха]] выяснилось, что это калиевая соль [[железистосинеродистая кислота|железистосинеродистой кислоты]]<ref name=autogenerated1/>.

== Названия ==
Помимо «жёлтой кровяной соли», в [[ЭСБЕ]] отмечены также следующие [[Тривиальное название|тривиальные названия]]<ref name=autogenerated1>{{ВТ-ЭСБЕ|Желтая или кровещелочная соль}}</ref>:
* жёлтое синь-кали,
* жёлтая соль,
* кровещелочная соль.
Название «жёлтая кровяная соль» появилось из-за того, что раньше её получали прокаливанием отходов [[скотобойня|боен]] (содержащих кровь) с [[карбонат калия|поташом]] и железными опилками. Это, а также жёлтый цвет кристаллов, в отличие от [[Гексацианоферрат(III) калия|красной кровяной соли]], обусловили название соединения<ref name=Nekrasov>{{Книга|автор=Некрасов Б.В.|заглавие=Основы общей химии|место=М.|год=1973|том=2|страницы=360}}</ref>.

== Получение ==
В настоящее время в промышленности получают из отработанной массы после очистки газов на газовых заводах (содержит цианистые соединения); эту массу обрабатывают [[суспензия|суспензией]] [[гидроксид кальция|Ca(OH)<sub>2</sub>]]; фильтрат, содержащий Ca<sub>2</sub>[Fe(CN)<sub>6</sub>], перерабатывают путём последовательного добавления сначала [[хлорид калия|KCl]], а затем [[карбонат калия|K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]].

Он также может быть получен путём взаимодействия [[суспензия|суспензии]] FeS с водным раствором KCN. Реакцию можно представить следующей схемой:

'''1.''' [[цианид калия]] переводит <chem>Fe^2+</chem> в белый осадок гексацианоферрата(II) железа(II):
: <chem>3Fe^2+ + 6CN- -> Fe2[Fe(CN)6]v</chem>
(а не в [[цианид железа(II)]], как считалось ранее, что вытекает из взаимодействия этого осадка со щёлочью: <chem>Fe2[Fe(CN)6] + 4KOH -> 2Fe(OH)2v + K4[Fe(CN)6]</chem>)<ref name=Nekrasov/>.

'''2.''' затем осадок растворяется в избытке KCN с образованием «жёлтой кровяной соли»:
: <chem>Fe2[Fe(CN)6] + 4KCN -> K4[Fe(CN)6] + 2Fe(CN)2</chem>

== Физические и химические свойства ==
Светло-жёлтые кристаллы с [[тетрагональная сингония|тетрагональной]] (существуют также [[ромбическая сингония|ромбическая]] и [[моноклинная сингония|моноклинная]] модификации) решёткой, существующие в виде тригидрата <chem>K4[Fe(CN)6].3H2O</chem>{{sfn|Тананаев|1971|с=38-39}}. [[Плотность вещества|Плотность]] 1,853 г/см³ при +17&nbsp;°C. Плотность безводной соли составляет 1,935 г/см³.

[[Растворимость]] в воде 35,8 г/100 г при +25&nbsp;°C, она уменьшается в присутствии [[аммиак]]а или других солей калия. В [[абсолютный спирт|абсолютном спирте]] нерастворим, но растворяется в смесях спирта с водой. Мало растворим в [[метанол]]е (0,024 моль/л), практически не растворяется в [[диэтиловый эфир|эфире]], [[пиридин]]е, [[анилин]]е, [[этилацетат]]е, жидких хлоре и аммиаке{{sfn|Тананаев|1971|с=38-39}}.

Гексацианоферрат(II) калия [[диамагнетизм|диамагнитен]], при низких температурах является [[сегнетоэлектрики|сегнетоэлектриком]]{{sfn|Тананаев|1971|с=38-39}}.

В реакции с концентрированной [[соляная кислота|соляной кислотой]] выделяется белый осадок [[железистосинеродистая кислота|железистосинеродистой кислоты]] (<chem>H4[Fe(CN)6]</chem>)<ref name="Nekrasov" />. С концентрированной [[серная кислота|серной кислотой]] реагирует по уравнению:
: <chem>K4[Fe(CN)6] + 6H2SO4 + 6H2O  ->[t] 2K2SO4 + FeSO4 + 3(NH4)2SO4 + 6CO</chem>.
Этим способом можно пользоваться в лаборатории для получения [[монооксид углерода|монооксида углерода]].

В реакции в кислой среде вообще, образуется химическое равновесие с образованием железистосинеродистой кислоты:

: <chem>K4[Fe(CN)6] + 4H^+ <=> H4[Fe(CN)6] + 4K^+</chem>

При нагревании этой смеси, она разлагается с образованием [[Синильная кислота|циановодорода]], что можно использовать для его получения в лабораторных условиях.

С солями металлов в [[степень окисления|степени окисления]] +2 и +3, образует малорастворимые соединения гексацианоферратов(II) .{{переход|Применение}}

: <chem>K4[Fe(CN)6] + 2CuSO4 -> Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4</chem>

В водных растворах окисляется [[хлор]]ом и другими окислителями, такими, как [[пероксид водорода]] до [[гексацианоферрат(III) калия|гексацианоферрата(III) калия]]:
: <chem>2K4[Fe(CN)6] + H2O2 + 2HCl -> 2K3[Fe(CN)6] + 2KCl + 2H2O</chem>
С азотной кислотой и нитритами в кислой или нейтральной среде может образовывать пентацианонитрозоферраты(II) (также известны как нитропруссиды). Например, [[нитропруссид калия]]:

: <chem>2K4[Fe(CN)6] +  4KNO2 + 4H2SO4  -> 2K2[Fe(NO^+)(CN)5] + NO ^ + C2N2 ^ + 4K2SO4 + 4H2O</chem>

Анион <chem>[Fe(CN)6]^4-</chem> очень прочен (его [[константа нестойкости]], по разным данным<ref name="Nekrasov" />{{sfn|Тананаев|1971|с=5}}, от 4{{e|-36}} до 1{{e|-35}}), не разлагается ни щелочами, ни кислотами, устойчив по отношению к воздуху; поэтому  с «традиционными» реагентами растворы гексацианоферратов(II) не дают реакций ни на <chem>Fe^2+</chem>, ни на <chem>CN-</chem><ref name="Nekrasov" />. Однако диссоциативно разрушить этот комплекс и обнаружить в нём наличие двухвалентного железа, всё-таки, удаётся, одновременно связав и железо, и цианид в отдельные прочные комплексы; например, обработав раствор гексацианоферрата(II) смесью α,α'-дипиридила и [[хлорид ртути (II)|хлорида ртути]]. При этом появляется красное окрашивание вследствие образования комплекса <chem>Fe^2+</chem> с α,α'-дипиридилом при одновременном связывании цианида в виде <chem>Hg(CN)2</chem><ref>{{книга|автор=Ф. Файгль, В.Ангер|заглавие=Капельный анализ неорганических веществ|том=1|год=1976|страницы=242}}</ref>.

== Пиролиз ==
Выше +120&nbsp;°C (по другим данным, выше +87,3&nbsp;°C{{нет АИ|20|09|2022}}) превращается в безводную соль с . Выше 650&nbsp;°C (по другим данным, выше 400&nbsp;°C) разлагается<ref name="Nekrasov" />. При разложении при атмосферном давлении возможно выделение различных продуктов. Уравнение реакции можно записать следующим образом:
:<chem>K4[Fe(CN)6] ->[t] 4KCN + [FeC2] + N2</chem>
Карбид железа, указанный в квадратных скобках на самом деле не образуется. Вместо него образуется реакционноспособный остаток, состоящий из графита, α-железа, и цементита Fe<sub>3</sub>C в стехиометрических пропорциях, записанных для данной формулы<ref name=":0">{{Cite web|url=https://www.911metallurgist.com/blog/ferrocyanides|title=Ferrocyanides|lang=en-US|first=David|last=Michaud|website=Mineral Processing & Metallurgy|date=2017-06-05|access-date=2023-11-01|archive-date=2023-11-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20231101214606/https://www.911metallurgist.com/blog/ferrocyanides|url-status=live}}</ref>.

В случае разложения в вакууме, продукты разложения могут быть иными. При умеренных температурах в вакууме был обнаружен гексацианоферрат(II) железа(II)-калия<ref name=":0" />:

: <chem>2K4Fe(CN)6 -> K2Fe[Fe(CN)6] + 6 KCN</chem>

Который, однако, при повышении температуры до красного каления разлагается до железа, цианида калия и [[Циан (вещество)|циана]]<ref name=":0" />:

: <chem>K2Fe[Fe(CN)6] -> 2Fe + 2KCN + 2(CN)2</chem>

Помимо этого, сам цианид калия разлагается до калия, углерода и азота при температурах от 600&nbsp;°C до 900&nbsp;°C. Реакция протекает с удовлетворительной скоростью только при давлении менее 1 мм ртутного столба<ref name=":0" />

:

== Токсичность ==
Нейтральное вещество, поскольку анион (см. выше) не разлагается в воде и внутри человеческого организма. Полулетальная доза ([[LD50]]) для крыс при приёме перорально составляет 6400 мг/кг<ref>{{Cite web|accessdate = 2016-01-16|title = POTASSIUM FERROCYANIDE|url = http://hazard.com/msds/mf/baker/baker/files/p5763.htm|publisher = hazard.com|archive-date = 2015-11-21|archive-url = https://web.archive.org/web/20151121093949/http://hazard.com/msds/mf/baker/baker/files/p5763.htm|deadlink = no}}</ref>.

== Применение ==
Применяют при изготовлении [[пигмент]]ов, крашении [[шёлк]]а, в производстве цианистых соединений, [[ферриты|ферритов]], цветной бумаги, как компонент [[ингибитор|ингибирующих]] покрытий и при [[цианирование (сталелитейное производство)|цианировании стали]], для выделения и утилизации радиоактивного [[цезий|цезия]].

В [[Пищевая промышленность|пищевой промышленности]] ферроцианид калия зарегистрирован в качестве [[Пищевая добавка|пищевой добавки]] '''E536''', препятствующей слёживанию и комкованию. Применяется как добавка к поваренной соли. В Российской Федерации широко применяют при производстве продуктов питания — соли, творожных продуктов, в виноделии и прочем.{{Нет АИ|23|2|2020}}

Гексацианоферрат(II) калия применяется в [[аналитическая химия|аналитической химии]] как реактив для обнаружения некоторых катионов:

'''1. <chem>Fe^3+</chem>''': образуется малорастворимый синий осадок «[[Берлинская лазурь|берлинской лазури]]»:
: <chem>Fe^{III}Cl3 + K4[Fe^{II}(CN)6] -> KFe^{III}[Fe^{II}(CN)6] + 3KCl</chem>,
или, в ионной форме
: <chem>Fe^3+ + [Fe(CN)6]^4- -> Fe[Fe(CN)6]-</chem>
Получающийся гексацианоферрат(II) калия-железа(III) слабо растворим (с образованием коллоидного раствора), поэтому носит название ''«растворимая берлинская лазурь»''.

'''2. <chem>Zn^2+</chem>''': образуется белый осадок гексацианоферрата(II) цинка-калия<ref>{{Cite web |url=http://www.chem.msu.su/rus/teaching/analyt/charlo/zink/all.pdf |title=Аналитические методы определения цинка |access-date=2010-10-14 |archive-date=2016-05-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160519133419/http://www.chem.msu.su/rus/teaching/analyt/charlo/zink/all.pdf |deadlink=no }}</ref>:
: <chem>3ZnCl2 + 2K4[Fe^{II}(CN)6] -> K2Zn3[Fe(CN)6]2v + 6KCl</chem>,
или, в ионной форме
: <chem>3Zn^2+ + 2K+ + 2[Fe(CN)6]^4- -> K2Zn3[Fe(CN)6]2v</chem>
'''3. <chem>Cu^2+</chem>''': из нейтральных или слабокислых растворов выпадает красно-бурый осадок гексацианоферрата(II) меди(II):
: <chem>2CuCl2 + K4[Fe^{II}(CN)6] -> Cu2[Fe(CN)6]v + 4KCl</chem>,
или, в ионной форме
: <chem>2Cu^2+ + [Fe(CN)6]^4- -> Cu2[Fe(CN)6]v</chem>

== Мнемоническое правило ==
Для того, чтобы запомнить формулу жёлтой кровяной соли <chem>K4[Fe(CN)6]</chem> и не спутать её с [[Красная кровяная соль|красной кровяной солью]] <chem>K3[Fe(CN)6],</chem> существуют [[Мнемоника|мнемонические правила]]:
* Число атомов калия соответствует числу букв в английских названиях солей: «gold» — 4 буквы, то есть 4 атома калия — жёлтая кровяная соль <chem>K4[Fe(CN)6]</chem>. «Red» — 3 буквы, то есть 3 атома калия — красная кровяная соль — <chem>K3[Fe(CN)6]</chem>.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{Книга|автор=Тананаев И.В. и др.|заглавие=Химия ферроцианидов|место=М.|год=1971|ref=Тананаев}}

{{Гексацианоферраты|калия}}

[[Категория:Соединения калия]]
[[Категория:Пищевые добавки]]
[[Категория:Соединения азота по алфавиту]]
[[Категория:Соединения железа по алфавиту]]