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シアン化水素とシアン化カリウム


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あまりにも記事を書かなさ過ぎてとうとうにほんブログ村のポイント単価が下がってしまったので、こういう思い付きの記事も書こうと思って書きました。


書いてあること
シアン化水素酸は弱酸なのかなあ
→酸解離定数からわざわざ計算
→シアン化水素酸は弱酸なのでシアン化カリウムは胃酸に溶ける(弱酸の遊離)


青酸カリってあるじゃないですか。


先日、化学物質のことを話すYoutuberさんの動画が偶然おすすめ動画に出てきまして、その人のアップロード動画の一覧を見てみたんです。


すると一番最近の動画に、シアン化水素についての動画があるのを見つけました。


シアン化水素→シアン化カリウム


シアン化カリウムからシアン化水素が発生するのは弱酸の遊離と同じなのでは、と思ったわけです。(今までシアン化カリウムの毒性について考えたことなかったんで知らなかったんです)


pHが載っておらず酸解離定数だけ載っていたので、それを使ってpHを導出しようと思いました。


ここからは高校化学のpHの求め方と同じです。しかしモル濃度がよくわからないので近似式は使えなさそうです。なのでそのまま[H+]のモル濃度を求めにいきます。


モル濃度c、電離度αとすると、電離平衡の式よりKa=(cα^2)/(1-α)と書けます。これを整理してαについての2次方程式にしてやると、cα^2+(Ka)α-Ka=0と変形でき、これよりα={-Ka+√(Ka^2+4cKa)}/2cと求まります。(もう一つのほうのαはマイナスの値になってしまうので考えなくていいです)


あとは[H+]=cαに代入して、[H+]={-Ka+√(Ka^2+4cKa)}/2を得ます。


Kaの値はいろいろ載っていましたが4.79×10^-10を使います。


ここまで書いて、モル濃度の最大値は出せることに気づきました。シアン化水素の密度は0.687g/cm^3、モル質量は27.03g/mol(両方ともWikipediaより)だから純粋なシアン化水素の取りうる最大のcは25.4mol/Lということです。まあどちらにせよ近似式は使えません。


Kaを代入してpH=f(c)の関数にした画像です。


画像から、少なくとも画像の範囲内では単調減少関数だとわかります。


cの最大値は25.4なので、pHはせいぜい4ほどまでしかとらないこともわかります。つまりシアン化水素酸はどう頑張っても弱酸であり、シアン化カリウムは胃液もとい塩酸に余裕で溶けます。


導出してから書くのもなんですが、シアン化水素は非常に弱い酸だそうです。



それから、純度100%なんかにしたら水が存在しないため電離できなくなってしまいpHが違ってきますが、そこは考慮してません。理論上どこまでpHが下がるかがわかり最もpHが低い値でも弱酸だと分かればいいんですから。