페로시안화 칼륨

3. 합성

1752년, 프랑스 화학자 피에르 조제프 마케는 청람(철(III) 페로시안화물)과 수산화 칼륨을 반응시켜 페로시안화 칼륨을 제조하는 방법을 처음 보고했다.^[3][4]

3. 1. 현대적 생산 방법

3. 2. 과거 생산 방법

3. 3. 기타 합성법

4. 화학적 성질

페로시안화 칼륨은 페리시안화 칼륨보다 안정적이며, 수용액에서 시안화물 이온(CN⁻)이 안정적으로 배위되어 있어 무기 시안화물과 같은 독성을 나타내지 않는다. 질산으로 처리하면 H₂[Fe(NO)(CN)₅]가 생성된다. 이 중간체를 탄산 나트륨으로 중화하면 니트로프루시드 나트륨의 붉은 결정을 선택적으로 결정화할 수 있다.^[7]

염소 기체로 처리하면 페로시안화 칼륨(III)로 변환된다.^[7]

:2 K₄[Fe(CN)₆] + Cl₂ → 2 K₃[Fe(CN)₆] + 2 KCl

이 반응은 용액에서 페로시안화 칼륨(II)을 제거하는 데 사용될 수 있다.

염화 철(III)와 같은 철염과의 반응을 통해 프러시안 블루가 생성된다. 염화 철(III)과의 반응에서 염화 칼륨이 부산물로 생성된다.

:3 K₄[Fe(CN)₆] + 4 FeCl₃ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12 KCl

Fe[Fe(CN)]의 조성을 갖는 이 불용성이지만 깊은 색상을 띠는 물질은 청사진의 청색이며, 가나가와 해변의 파도와 별이 빛나는 밤과 같은 많은 유명한 그림에도 사용되었다.

요오드를 반응시키면, K₃[Fe(CN)₆]·KI가 얻어진다.^[17]

5. 구조

다른 금속 시안화물과 마찬가지로, 수화물 및 무수염 형태의 고체 페로시안화 칼륨은 복잡한 중합체 구조를 갖는다. 이 중합체는 CN 배위자에 결합된 K⁺ 이온과 가교된 팔면체 [Fe(CN)₆]⁴⁻ 중심부로 구성된다.^[9] 고체가 물에 용해되면 K⁺---NC 결합이 끊어진다.

6. 독성

페로시안화 칼륨은 무독성이며 체내에서 시안화물로 분해되지 않는다. 쥐에 대한 치사량 (LD₅₀)은 6400mg/kg으로 독성이 낮다.^[23][10] 페로시안화물의 독성은 신장이 담당하는 장기이다.^[11]

페리시안화 칼륨과 달리 시안화 수소를 유리시키지 않기 때문에 기본적으로 무독하다고 여겨진다.^[15] 수용액 중에서 페로시안화물 이온([Fe(CN)₆]⁴⁻)이 전리해도 배위자 CN⁻(시안화물 이온)이 안정적(해리 상수 ''K''는 10⁻³⁶)이므로, 무기 시안화물과 같은 독성을 나타내지 않는다.

그러나 뜨거운 황산에 의해 분해되어 시안화 수소를 발생시킬 수 있다.^[17]

7. 응용

페로시안화 칼륨은 산업 분야에서 여러 용도로 사용된다. 관련 나트륨 염과 함께 도로 염 및 식염의 응고 방지제로 널리 사용되며, 주석 정제 및 몰리브덴 광석에서 구리를 분리하는 데에도 쓰인다. 와인 및 구연산 생산에도 사용된다.^[5]

실험실에서는 과망간산 칼륨 농도를 결정하는 산화 환원 적정에 사용되며, 베타-갈락토시다제 활성 측정용 완충액을 만드는 데에도 사용된다. Fe(3)과 반응하면 프러시안 블루 색을 나타내므로 철 식별 시약으로도 쓰인다.

식물 비료로 사용할 수 있으며, 1900년 이전 캐스트너 공법이 발명되기 전에는 알칼리 금속 시안화물의 주요 공급원이었다.^[5]

7. 1. 산업 분야

7. 2. 식품 첨가물

7. 3. 기타

• 청사진 - 백지청선법(백지에 청선으로 된 양화)의 현상액.
• 시약 - 철 이온 검출 등에 사용한다. 2가 철 이온을 포함하는 용액에 첨가하면 청백색 침전(헥사시아노철(II)산 철(II))을 생성하고,^[13][18][19] 3가 철 이온의 용액에 첨가하면 진청색 침전(프러시안 블루)을 생성한다. 철, 구리, 은의 안정화 시약으로 사용된다.
• 식품 가공 및 공업 용도 - 일본에서는 2002년부터 식품 첨가물로 승인되었다.^[20] 사용 목적은 식염의 굳음 방지 첨가물이다. 2018년에는 중화인민공화국에서 페로시안화 칼륨을 포함하는 식염이 유해하다는 정보가 확산되었지만, 일반적인 섭취량에서는 거의 문제가 없다고 한다.^[21]

참조

_[1] 서적 Five Hundred Useful and Amusing Experiments in Chemistry, and in the Arts and Manufactures: With Observations on the Properties Employed, and Their Application to Useful Purposes https://play.google.[...] Thomas Tegg
_[2] 링크 https://chem.nlm.nih[...]
_[3] 간행물 Éxamen chymique de bleu de Prusse https://www.biodiver[...] 1752
_[4] 간행물 Manufactures: Chemicals and Allied Products https://books.google[...] 1902
_[5] 백과사전 Cyano Compounds, Inorganic Wiley-VCH 2011-10
_[6] 서적 Manual of chemical technology https://archive.org/[...] D. Appleton & Co.
_[7] 백과사전 Sodium nitrosyl cyanoferrate https://www.scribd.c[...] Academic Press 2017-09-10
_[8] 웹사이트 EuSalt Expert Meeting on E 535 and E 536 as Feed Additives https://eusalt.com/e[...] EUSalt 2018-12-06
_[9] 간행물 Polymorphism of Potassium Ferrocyanide Trihydrate as Studied by Solid-State Multinuclear NMR Spectroscopy and X-ray Diffraction https://pubs.acs.org[...] 2009-05-18
_[10] 웹사이트 POTASSIUM FERROCYANIDE MSDS Number: P5763 - Effective Date: 12/08/96 http://hazard.com/ms[...] J. T. Baker Inc. 2012-04-08
_[11] 간행물 Re-evaluation of sodium ferrocyanide (E 535), potassium ferrocyanide (E 536) and calcium ferrocyanide (E 538) as food additives https://www.efsa.eur[...] 2018
_[12] 간행물 Polarization dependence of XANES of square-planar Ni(CN)2−4 ion. A comparison with octahedral Fe(CN)4−6 and Fe(CN)3−6 ions http://dx.doi.org/10[...] 1986-05
_[13] 서적 日本大百科全書(ニッポニカ) 小学館
_[14] 문서 志田 正二 編集代表 『化学辞典』 p.1137 森北出版 1981年3月9日発行 ISBN 4-627-24010-4
_[15] 문서 志田 正二 編集代表 『化学辞典』 p.1137 森北出版 1981年3月9日発行 ISBN 4-627-24010-4
_[16] 링크 塩の添加物（塩の情報局） - 塩の添加物 http://www.siojoho.c[...]
_[17] 문서 化学大辞典編集委員会 編集 『化学大辞典 （縮刷版） 8』 p.256(右上) 共立出版 1964年2月15日発行 ISBN 4-320-04022-8
_[18] 서적 スクエア最新図説化学七訂版 第一学習社 2019-01-10
_[19] 웹사이트 第５７章　実験－鉄イオン http://www.osaka-kyo[...] 2021-08-15
_[20] 링크 塩の添加物（塩の情報局） - 塩の添加物 http://www.siojoho.c[...]
_[21] 웹사이트 「中国の塩は腎臓に悪い」？ ネット情報に振り回される母親たち https://www.afpbb.co[...] AFP 2018-09-01
_[22] 서적 Five Hundred Useful and Amusing Experiments in Chemistry, and in the Arts and Manufactures: With Observations on the Properties Employed, and Their Application to Useful Purposes https://play.google.[...] Thomas Tegg
_[23] 웹인용 POTASSIUM FERROCYANIDE MSDS Number: P5763 - Effective Date: 12/08/96 http://hazard.com/ms[...] J. T. Baker Inc. 2012-04-08
_[24] 링크 http://chem.sis.nlm.[...]