Kyanid draselný

Z Wikipédie

Cyankáli

CAS	151-50-8
Sumárny vzorec	KCN
Mólová hmotnosť	65,1 g/mol
Teplota topenia	635-639 °C
Teplota varu	1625 °C
Hustota	1,560 g/cm³
Disociačná konštanta pKa
Rozpustnosť (voda)	716,0 g/l
Skupenstvo	Pevné

Kyanid draselný alebo cyankáli je draselná soľ kyseliny kyanovodíkovej. Chemický vzorec je KCN.

[úprava] Vlastnosti

Je to biela kryštalická látka, reagujúca silno alkalicky, napríklad reakciou so vzdušným oxidom uhličitým postupne prechádza na uhličitan draselný (potaš) za vzniku kyanovodíka. Je silno hygroskopická a pohlcuje vzdušnú vlhkosť.

KCN + CO₂ + (H₂O)_g → K₂CO₃ + 2 HCN

[úprava] Výroba

Technická výroba kyanidu draselného spočíva v neutralizácii hydroxidu draselného kyanovodíkom a v následnom odparovaní.

HCN + KOH → KCN + H₂O

V minulosti sa cyankáli vyrábalo z oxidu uhoľnatého, amoniaku a z uhličitanu draselného pri teplote 600 °C.

[úprava] Fyziologické účinky

Kyanid draselný je silný jed (akútna toxicita LD₅₀ je odhadovaná na 2 - 3,3 mg/kg telesnej hmotnosti perorálne, teda asi 150 - 250 mg KCN per os pre osobu telesnej hmotnosti 75 kg^[1]), ktorý blokuje primárne (ako aj kyanovodík a iné ionizované kyanidy; vlastným jedom je kyanidový anión, CN^-) bunečné dýchanie ireverzibilnou blokádou cytochrómoxidázy c (aa₃), jedného z kľúčových enzýmov bunkového dýchania na mitochodriálnej membráne; kyanidové anióny vytvárajú veľmi stabilný komplex s oxidovanou formou cytochrómoxidázy c, konkrétne s jej centrálnym železitým katiónom, Fe³⁺:

[Fe^III+L_n] + 6 CN^- → [Fe^III+(CN)₆]^3- + n L

Touto reakciou sa cytochrómoxidáza c blokuje a znemožňuje sa ďalšie využitie kyslíka a elektrónový transport na mitochondriálnej membráne. Toto vedie k veľmi rýchlo nastupujúcej bunečnej hypoxii. Najrýchlejšie postihnuté sú tkanivá s vysokou spotrebou kyslíka, t.j. hlavne mozgové tkanivo a myokard, čo má za následok pri dostatočnej dávke rýchlu smrť v dôsledku paralýzy vitálnych centier v CNS a následne i srdečného svalu. V dôsledku potlačenia aeróbnych procesov dochádza k prevahe anaeróbnych procesov, čo má za následok metabolickú (laktátovú) acidózu. Uvádza sa, že kyanid draselný chutí ako horké mandle.

Účinky na organizmus sa dostavujú v závislosti od viacerých okolností: cesta príjmu jedu (požitím -- perorálne, vdýchnutím prachu, aerosólu, či hydrolýzou vzniknutých výparov kyanovodika -- inhalačne, prípadne cez kožu -- perkutánne, či už vstrebaním cez drobné ranky a odreniny, alebo v dôsledku macerácie kože pôsobením alkalického roztoku kyanidu, alebo prostredníctvom istých rozpúšťadiel, ako napríklad dimetylsulfoxid), dávka a koncentrácia látky (tá istá dávka kyanidu pôsobí obvykle prudšie vo forme vysoko koncentrovaného roztoku/zmesi), pri požití naplnenosť žalúdku atď.

Pri požití kyanidu draselného ako látky alebo koncentrovaného roztoku v dávke nad 2 mg/kg telesnej hmotnosti, nalačno, dochádza obvykle k tzv. akútnej otrave: veľmi rýchlo (v priebehu sekúnd až minúty) nastupujú prvé príznaky otravy, ako sú nevoľnosť, pocit úzkosti, závrate, tlak na prsiach/v hrudníku, podráždenie sliznice hltanu a očí, návaly tepla, dráždenie na zvracanie, bolesti hlavy a zrýchlený, lapavý dych. Pomerne rýchlo nasledujú svalové zášklby, zahmlené vnímanie, studený pot, príznaky šoku, niekedy zvracanie, rýchla strata vedomia a kóma. Dýchanie je stále zrýchlené, ale dostavuje sa nepravidelnosť dýchania (tzv. Cheyne-Stokesovo dýchanie) a s pokračujúcou kómou sa stáva čoraz nepravidelnejšie a plytšie; v tejto fáze otravy sa často dostavujú epileptoidné (epilepsii podobné) záchvaty kŕčov. Charakteristická je výrazná, svetlo ružová farba pokožky a slizníc, lebo krv je presýtená kyslíkom, viazaným na hemoglobín, v dôsledku rapídneho poklesu jeho spotreby tkanivami. Behom 3 - 6 minút sa obvykle dostavuje nezvratné poškodenie mozgových buniek v dôsledku hypoxie (nedostatku kyslíku) a vlastná smrť zástavou dýchania a srdečnej činnosti obvykle nasleduje v priebehu 10 až 30 minút.

Pokiaľ je jed požitý vo veľkom objeme zriedeného roztoku, alebo na plný žalúdok, priebeh otravy sa obvykle spomaľuje a táto môže prebiehať i dlhšie než hodinu. Naopak, pri požití, či inhalácii vysokých dávok vysoko koncentrovaného kyanidu dochádza k tzv. perakútnej otrave, kedy je sled vymenovaných symptómov značne rýchlejší a dramatickejší, bezvedomie nastáva obvykle v priebehu sekúnd, maximálne jednej minúty, veľmi rýchlo sa rozvíja kóma a smrť nasleduje v priebehu minút, obvykle do desiatich minút po požití jedu.

Extrémnou formou priebehu je tzv. superakútna otrava, ktorá sa obvykle dostavuje len po inhalácii vysoko koncentrovaného kyanovodíka; pri tomto priebehu sa dostavuje bezvedomie a kóma prakticky okamžite po vdýchnutí jedu, nasleduje v priebehu sekúnd výsevy kŕčov a zlyhaniu funckii vitálnych centier v CNS do jednej minúty. Je to tzv. apoplektická forma otravy kyanidom, ktorá má za následok smrť v priebehu desiatok sekúnd až minúty; u takto postihnutých obetí obvykle nie je možné smrť zvrátiť ani okamžitým podaním protijedov a reanimáciou.

Naopak, chronické (vlečúce sa, dlhodobé) otravy kyanidom nebývaju obvyklé, pretože organizmus má istú detoxifikačnú rezervu proti kyanidu (hlavne tvorbou málo toxického rodanidového aniónu, SCN^-); zdravý dospelý organizmus dokáže zneškodniť približne 1 mg kyanidu na kilogram telesnej hmotnosti za hodinu; príznaky otravy sa dostavujú až po vyčerpaní tejto detoxikačnej kapacity.

[úprava] Liečba

Protilátkou pri otrave kyanidom draselným nie je glukóza, ako sa niekedy traduje. Je pravda, ze kyanovodík, resp. kyanidový anión dokážu tvoriť s aldehydickou skupinou glukózy nestabilný kyánhydrín, avšak táto reakcia je vratná a silne posunutá na stranu reaktantov, t.j. kyanidového aniónu; preto glukóza nedokáže efektívne viazať kyanid a je vhodná maximálne vo forme sterilného 5% roztoku na intravenóznu injekciu ako vehikulum pre skutočné antidotá (protijedy), podávané intravenózne (vnútrožilnou injekciou, či infúziou).

Antidotová terapia spočíva v dvoch po sebe nasledujúcich medikáciách:

najprv sa podá methemoglobínotvorná látka, ako napríklad dusitan sodný (nátriumnitrit, Natrium nitrosum) alebo 4-dimetylaminofenol hydrochlorid (4-DMAP), vnútrožilne; tieto látky oxidujú časť (žiadúca je ca. 20 - 30% methemoglobinémia, t.j. asi 1/5 az 1/3 celkového hemoglobínu zoxidovaná na methemoglobín) železnatých katiónov hemoglobínu na železité katióny methemoglobínu: Fe²⁺ --(NO₂^- alebo 4-DMAP)--> Fe³⁺; centrálne železité katióny v methemoglobíne na seba silno viažu kyanidové anióny, ako už bolo ilustrované pri cytochrómoxidáze c, tým dochádza k prechodnému zneškodneniu kyanidu; potom sa podá
tiosíran sodný, nátriumtiosulfát, Natrium thiosulphuricum, ktorý poskytne sulfidickú síru na definitívne zneškodnenie kyanidu reakciou na rodanid (tiokyanát):

S^2- + CN^- ---> SCN^- + 2e^-

Dávkovanie antidot je nasledovné:

dusitan sodný: iniciálne 4 mg/kg i.v., vo forme sterilného 3% roztoku pomalou i.v. injekciou; u osoby vážiacej 75 kg je to 10 ml 3% roztoku; túto dávku možno neskôr opakovať až do celkovej dávky 12 - 15 mg/kg, pokiaľ ju chorý ešte znáša; 4-DMAP má lepšiu účinnosť, obvykle stačí jedna dávka

4-DMAP: dávka 3,25 - 3,35 mg/kg pomaly i.v. (u osoby vážiacej 75 kg asi 250 mg i.v.)

po podaní (prvej dávky) methemoglobinemík nasleduje dávka

170 - 175 mg/kg tiosíranu sodného i.v. typicky vo forme sterilného 25% roztoku (75 kg osoba - 50 mL 25% Na₂S₂O₃), cize asi 0,60 - 0,65 ml/kg.

túto sériu antidot možno podať opakovane až do výrazného zlepšenia priebehu otravy; 4-DMAP by nemal byť aplikovaný opakovane (riziko príliš silnej methemoglobinémie, či hemolýzy).

Súčasne s antidotami sa podáva inhalačne 100% kyslík, 12 - 15 L/min a symptomatické liečivá, napríklad pri záchvatoch kŕčov Diazepam 10 - 30 mg veľmi pomaly i.v., kortikosteroidy vo vysokých dávkach preventívne proti hroziacemu opuchu pľúc a mozgu, vysoke dávky (napr. 800 mg metylprednizolónu v i.v. infúzii); nutná je neustále prítomná reanimačná pohotovosť (intubácia, riadená ventilácia, elektrokardioverzia a medikamentózne vybavenie na ošetrovanie zástavy srdečnej). Antidotárna a symptomatická terapia sa má pri manifestných príznakoch otravy aplikovat okamžite, ako je možná, t.j. ešte na mieste otravy (po prípadnom odnesení obete z otrávenej atmosféry) a počas transportu do nemocnice.

Okrem toho, pri požití kyanidu sa odporúča podanie veľkých množstiev vody so zriedenym (pod 3%) peroxidom vodíku (oxiduje kyanid na menej toxický kyanát) alebo 1 - 2‰ roztoku manganistanu draselného, vyvolanie zvracania a opakovane podanie oxidujúcich roztokov a nakoniec suspenzie aktívneho uhlia a roztoku síranu sodného. Zasiahnutá pokožka sa má opláchnuť veľkými objemami vlažnej pitnej vody, mydlom, roztokom polyetylénglokolu (PEG 400), opakovane. Nikdy sa nemajú aplikovat kyslé roztoky (ocot, kyselina boritá, kyselina citrónová), kvôli riziku uvoľnenia prchavého kyanovodíku. V niektorých krajinách (Francúzsko, UK) sa ako antidotárium používajú iné látky, najmä zlúčeniny kobaltu, ako hydroxykobalamín, používaný vo Francúzsku, ktorý reaguje s kyanidom za tvorby kyanokobalamínu (vitamín B₁₂), alebo edetát dikobaltnatý (Co₂-EDTA), používaný v UK; tento dáva s kyanidom veľmi stabilný hexakyanokobaltnatý komplexný anión: Co²⁺ + 6 CN^- ---> [Co(CN)₆]^4-. Kobaltnaté antidotá sa podávajú tiež v kombinácii s tiosíranom.

[úprava] Využitie

Kyanid draselný je jedna z mála zlúčenín, ktoré so zlatom tvoria rozpustné zlúčeniny. Preto sa používa v klenotníctve pri pozlacovaní kovov. Používa sa tiež pri ťažbe zlata pri získavaní zlata z rudy, čo je však problematické z ekologických dôvodov.

Tento jed je veľmi obľúbený u autorov detektívnych románov. Cyankáli hralo dôležitú úlohu v švédskom klasickom románe Doctor Glas Hjalmara Söderberga. Agatha Christie ho použila pri vražde dvoch ľudí v detektívnom románe Napokon nezostal už nik (And Then There Were None).

Kyanid draselný použili na samovraždu aj špičky nacistického režimu. Ampulku s jedom použil napríklad Adolf Hitler, Eva Braunová, na trest smrti odsúdený Hermann Göring alebo Heinrich Himmler.