Гексацианоферрат(III) калия

Гексацианоферра́т(III) ка́лия (железосинеро́дистый ка́лий^[1]) — неорганическое комплексное соединение трёхвалентного железа с химической формулой K₃[Fe(CN)₆].

Гексацианоферрат​(III)​ калия
Общие
Систематическое наименование	Гексацианоферрат​(III)​ калия
Традиционные названия	красная кровяная соль, красное синькали
Хим. формула	K3[Fe(CN)6]
Физические свойства
Состояние	тёмно-красные (ярко-оранжевые) кристаллы
Молярная масса	329,25 г/моль
Плотность	1,845 г/см³
Термические свойства
Мол. теплоёмк.	316,3 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	−173,2 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	40,8 г/100 г (15,6 °C)
Классификация
Рег. номер CAS	13746-66-2
PubChem	26250
Рег. номер EINECS	237-323-3
SMILES	[C]#N.[C]#N.[C]#N.[C]#N.[C]#N.[C]#N.[Fe-3].[K+].[K+].[K+]
InChI	InChI=1S/6CN.Fe.3K/c6*1-2;;;;/q6*-1;+3;3*+1, InChI=1S/6CN.Fe.3K/c6*1-2;;;;/q;;;;;;-3;3*+1 BYGOPQKDHGXNCD-UHFFFAOYSA-N, MIMJFNVDBPUTPB-UHFFFAOYSA-N
RTECS	LJ8225000
ChEBI	30060
ChemSpider	19957218
Безопасность
Краткие характер. опасности (H)	EUH032
Меры предостор. (P)	P260
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG	−51,9 кДж/моль
Стандартная энтропия образования S	420,1 Дж/моль·K

Красная кровяная соль растёртая, имеет более светлый цвет

Синонимы: феррициани́д ка́лия^[2], гексацианоферриа́т ка́лия, соль Гмелина^[3], красная кровяная соль^[4].

История и происхождение названия

В 1822 году немецким химиком Леопольдом Гмелином соединение было приготовлено путём окисления «жёлтой кровяной соли». Этот факт, а также красный цвет кристаллов, обусловили происхождение традиционного названия «красная кровяная соль».

Свойства

Выглядит как тёмно-красные кристаллы с моноклинной решеткой, имеет плотность 1,845 г/см3, хорошо растворим в воде: 40,8 г/100 г (15,6 °C), 58,7 г/100 г (37,8 °C)^[4]. Водный раствор зеленовато-жёлтого цвета. В этаноле нерастворим.

Гексацианоферрат(III) калия — очень сильный окислитель, особенно в щелочной среде. Окисляет сероводород до серы, иодоводород до иода, оксид свинца(II) до оксида свинца(IV), аммиак до азота и солей аммония, вольфрам до WO₄^2−[4]:

${\displaystyle {\mathsf {W+6K_{3}[Fe(CN)_{6}]+8KOH{\xrightarrow {}}\ 6K_{4}[Fe(CN)_{6}]+K_{2}WO_{4}+4H_{2}O}}}$

На свету происходят следующие обратимые реакции:

${\displaystyle {\mathsf {K_{3}[Fe(CN)_{6}]+H_{2}O\rightleftarrows \ K_{2}[Fe(H_{2}O)(CN)_{5}]+KCN}}}$

${\displaystyle {\mathsf {KCN+H_{2}O\rightleftarrows \ HCN+KOH}}}$

С солями Fe²⁺ образует темно-синий осадок турнбулевой сини^[4]. Уравнение реакции в ионной форме:

${\displaystyle {\mathsf {4Fe^{2+}+3[Fe(CN)_{6}]^{3-}\rightarrow Fe_{4}^{III}[Fe^{II}(CN)_{6}]_{3}}}}$

Ранее считалось, что при этом образуется гексацианоферрат(III) железа(II), то есть Fe^II₃[Fe(CN)₆]₂, именно такую формулу предлагали для «турнбулевой сини». Теперь известно, что турнбулева синь и берлинская лазурь — одно и то же вещество, а в процессе реакции происходит переход электронов от ионов Fe²⁺ к гексацианоферрат(III) — иону (валентная перестройка Fe²⁺ + [Fe³⁺(CN)₆] к Fe³⁺ + [Fe²⁺(CN)₆] происходит практически мгновенно, обратную реакцию можно осуществить в вакууме при 300 °C). Эта реакция является аналитической и используется для определения ионов Fe²⁺. Соли Fe³⁺ при этом не мешают, так как дают только слабое зеленовато-коричневое окрашивание (гексацианоферрат(III) железа(III) Fe³⁺[Fe³⁺(CN)₆] устойчив только в растворах).

С концентрированной серной кислотой реагирует с образованием моноксида углерода^[5]:

${\displaystyle {\mathsf {2K_{3}[Fe(CN)_{6}]+11H_{2}SO_{4}+13H_{2}O\rightarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {\rightarrow 3K_{2}SO_{4}+6(NH_{4})_{2}SO_{4}+2FeSO_{4}+11CO{\uparrow }+CO_{2}{\uparrow }}}}$

Реагирует с перекисью бария (эта реакция может использоваться для количественного определения BaO₂):

${\displaystyle {\mathsf {BaO_{2}+2K_{3}[Fe(CN)_{6}]{\xrightarrow {}}\ K_{6}Ba[Fe(CN)_{6}]_{2}+O_{2}{\uparrow }}}}$

При взаимодействии с кислотами выделяет чрезвычайно токсичный цианистый водород^[5]:

${\displaystyle {\mathsf {K_{3}[Fe(CN)_{6}]+6HCl{\xrightarrow {}}\ 3KCl+FeCl_{3}+6HCN{\uparrow }}}}$

Интересно то, что из гексацианоферрата(III) калия можно получить гексацианоферрат(II) калия с помощью перекиси водорода в щелочной среде:

${\displaystyle {\mathsf {2K_{3}[Fe(CN)_{6}]+H_{2}O_{2}+2KOH{\xrightarrow {}}\ 2K_{4}[Fe(CN)_{6}]+2H_{2}O+O_{2}{\uparrow }}}}$

Однако в нейтральной среде эта реакция протекает в обратную сторону.

Термическое разложение гексацианоферрата(III) калия происходит с образованием цианида калия, карбида железа, азота и дициана. Реакция протекает при температуре 350-400°C.^[6]

${\displaystyle {\ce {6K3[Fe(CN)6] ->[t] 18KCN + 2Fe3C + N2 + 8C2N2}}}$

Получение

Получают гексацианоферрат(III) калия окислением гексацианоферрата(II) калия K₄[Fe(CN)₆] хлором в солянокислой среде, бромом или другими сильными окислителями, например, перманганатом калия.

Применение

Компонент тонирующих, отбеливающих, усиливающих, ослабляющих растворов в фотографии, электролит в хемотронных приборах, компонент электролитов в гальванопластике, реагент для обнаружения Fe²⁺ (см. выше), Li⁺, Sn²⁺, а также в качестве сильного окислителя.

В почвоведении используют для качественного определения оглеения (солей двухвалентного железа). Химическая реакция описана выше.

Безопасность

Это вещество может раздражать глаза и кожу, является токсичным^[4][7]. В кислой среде может выделяться циановодород и угарный газ. Например, в случае концентрированной серной кислоты разложение идет с образованием монооксида углерода^[5]:

${\displaystyle {\mathsf {2K_{3}[Fe(CN)_{6}]+11H_{2}SO_{4}+13H_{2}O\rightarrow 3K_{2}SO_{4}+6(NH_{4})_{2}SO_{4}+2FeSO_{4}+11CO{\uparrow }+CO_{2}{\uparrow }}}}$

Но в разбавленной серной кислоте, при падении концентрации ниже 80 %, доминирующей становится реакция с образованием циановодорода^[5]:

${\displaystyle {\mathsf {2K_{3}[Fe(CN)_{6}]+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 3K_{2}SO_{4}+Fe_{2}(SO_{4})_{3}+12HCN{\uparrow }}}}$

Мнемонические правила

Для того, чтобы запомнить формулу красной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆] и не перепутать её с формулой желтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆], существует несколько мнемонических правил:

• В соли красной кровяной калий с тройкой за стеной. Дальше — феррум, шесть цианов: все готово без обманов.
• Число атомов калия соответствует числу букв в английских названиях солей: «gold» — 4 буквы, то есть 4 атома калия — желтая кровяная соль K₄[Fe(CN)₆]. «Red» — три буквы, то есть три атома калия — красная кровяная соль — K₃[Fe(CN)₆].
• «Калий три — будет красный». Мнемоника построена на игре слов: «три» (число) и «три» (повелительное наклонение глагола «тереть»). Как известно при потирании, например, кожи, последняя краснеет.

См. также

• Гексацианоферрат(II) калия