Красная и желтая кровяная соль
Общие сведения
Красная и желтая кровяная соль представляют собой комплексные соединения железа, известные в химической номенклатуре как гексацианоферраты калия. Красная кровяная соль содержит в своем составе три атома калия, тогда как желтая кровяная соль включает четыре атома калия. Историческое название данных соединений связано с первоначальными методами их получения. Желтая кровяная соль ранее синтезировалась путем прокаливания органических отходов, таких как животная кровь, с поташем, что и обусловило появление характерного термина. В 1752 году желтая соль была выделена при кипячении берлинской лазури с раствором гидроксида калия, в результате чего синий цвет исходного вещества исчезал, уступая место желтому соединению. Изучением химического состава данного вещества в начале девятнадцатого века занималась группа исследователей, включая Клода Луи Бертолле и Жозефа Луи Гей-Люссака, установивших наличие в нем калия, железа и остатка синильной кислоты. Для облегчения запоминания химических формул в практике используется мнемоническое правило, согласно которому соль с тремя атомами калия является красной, а с четырьмя атомами калия называется желтой.
Свойства и характеристики
Красная кровяная соль имеет форму темно-красных кристаллов, обладающих моноклинной кристаллической решеткой. При растворении в воде данное вещество образует раствор желтого цвета. Соединение характеризуется хорошей растворимостью в водной среде, однако совершенно не растворяется в спирте. По своим химическим свойствам красная кровяная соль выступает в роли сильного и токсичного окислителя. Она способна окислять сероводород до элементной серы, йодоводород до свободного йода, оксид свинца двухвалентного до оксида свинца четырехвалентного, аммиак до азота, а также взаимодействовать с вольфрамом с образованием его оксида. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой образуется монооксид углерода. В кислой среде при разложении красной кровяной соли происходит выделение циановодорода, являющегося крайне опасным ядом. Желтая кровяная соль представляет собой светло-желтые кристаллы с тетрагональной кристаллической решеткой. Данное вещество хорошо растворимо в воде и водно-спиртовых смесях, но не растворяется в чистом спирте. Физические свойства желтой кровяной соли включают диамагнетизм, а при низких температурах соединение проявляет свойства сегнетоэлектрика. При взаимодействии с концентрированной соляной кислотой желтая соль выделяет белый осадок железистосинеродистой кислоты. Нагревание желтой кровяной соли в кислой среде приводит к ее разложению с выделением циановодорода. В водных растворах под действием хлора или иных окислителей желтая соль окисляется, переходя в красную кровяную соль. Пиролиз желтой соли при температурах свыше ста двадцати градусов Цельсия приводит к образованию безводной соли, а при дальнейшем термическом разложении образуется сложная многокомпонентная смесь из графита, железа и цементита, которая в упрощенном виде условно записывается как карбид железа. В отличие от красной соли, желтая кровяная соль не подвергается разложению в пищеварительном тракте человека.
Нахождение в природе
В имеющихся источниках отсутствует информация о нахождении красной и желтой кровяной соли в естественных природных условиях. Данные химические соединения рассматриваются исключительно как продукты искусственного синтеза, получаемые в лабораторных и промышленных масштабах.
Получение
Ранние методы получения желтой кровяной соли базировались на термической обработке побочных продуктов животноводства. В современных промышленных масштабах синтез желтой кровяной соли интегрирован в технологии безотходного производства на этапе очистки отходящих газов. Промышленные газы, содержащие высокотоксичные цианистые соединения, обрабатываются суспензией гидроксида кальция. В образовавшуюся смесь впоследствии добавляют хлорид калия и карбонат калия. В результате химических реакций опасные цианиды связываются, образуя безопасную желтую кровяную соль, пригодную для дальнейшего промышленного использования. Красная кровяная соль технологически синтезируется непосредственно из желтой кровяной соли. Процесс основан на окислении гексацианоферрата калия, содержащего четыре атома калия, при помощи различных окислителей.
Применение
Оба комплексных соединения находят широкое применение в различных отраслях химической промышленности, производстве и лабораторной практике. Красная кровяная соль используется в качестве компонента отбеливающих и усиливающих растворов в фотографических процессах, применяется в гальванопластике, а также служит специфическим реагентом для количественного определения перекиси бария. Желтая кровяная соль применяется в производстве желтых красителей, изготовлении цветной бумаги, синтезе ферритов и выступает компонентом ингибирующих покрытий. Соединение востребовано в металлургии для цианирования стали, а также используется в качестве эффективного сорбента для поглощения радиоактивных изотопов цезия. Благодаря своей химической стабильности и неспособности разлагаться с выделением токсичных веществ в организме человека, желтая кровяная соль официально применяется в пищевой промышленности. Она выполняет функцию безопасной пищевой добавки, препятствующей комкованию поваренной соли при ее длительном хранении, а также может вводиться в состав творожных изделий. В аналитической химии обе соли выступают важнейшими качественными реагентами. При взаимодействии красной или желтой кровяной соли с соединениями железа образуется интенсивный синий пигмент, известный в химической практике как берлинская лазурь или турнбулева синь. Желтая кровяная соль также широко применяется для обнаружения цинка, с которым она образует белый осадок гексацианоферрата цинка, и для выявления ионов меди, присутствие которых подтверждается выпадением характерного красно-бурого осадка гексацианоферрата меди.