በሲልቨር ሰልፋይድ እና በሶዲየም ሲያናይድ መካከል ስላለው ምላሽ ጥናት

1. መግቢያ

መካከል ያለው ምላሽ የብር ሰልፋይድ (\(Ag_2S \)) እና ሶዲየም ሳይያንይድ (\(NaCN \)) በተለያዩ መስኮች በተለይም ብርን ከማዕድን በማውጣት ረገድ ጉልህ አንድምታ አለው። ይህንን ምላሽ መረዳት የኢንደስትሪ ሂደቶችን ለማመቻቸት እና ውስብስብ ስርዓቶች ውስጥ ያሉትን ኬሚካላዊ ሚዛን እና ኪኔቲክስን በጥልቀት ለመረዳት ወሳኝ ነው።

2. የምላሽ መርሆዎች

2.1 የኬሚካል እኩልታ

በብር ሰልፋይድ እና መካከል ያለው ምላሽ ሶዲየም ሲያናይድ መወከል ይቻላል።

b በአየር ፊት የሚከተለው የኬሚካል እኩልታ፡\(2Ag_2S + 8NaCN + O_2 + 2H_2O = 4Na[Ag(CN)_2] + 4NaOH + 2S\)

በዚህ ምላሽ, የብር ሰልፋይድ ምላሽ ይሰጣል ሶዲየም ሲያናይድ. በብር ሰልፋይድ ውስጥ ያለው ብር ውስብስብ ion, ብር ይፈጥራል ሳይያድድ ኮምፕሌክስ ion \([Ag(CN)_2]^{-} \)፣ በብር ሰልፋይድ ውስጥ ያለው ሰልፈር ኦክሳይድ ወደ ኤሌሜንታል ሰልፈር ነው። በአየር ውስጥ ያለው ኦክስጅን እንደ ኦክሳይድ ወኪል ሆኖ በምላሹ ውስጥ ይሳተፋል።

2.2 ውስብስብ ion ምስረታ

ብር ከሳይያንድ ions ጋር ውስብስብ ionዎችን የመፍጠር ከፍተኛ ዝንባሌ አለው። የ \([Ag(CN)_2]^{-} \) መፈጠር የሚመራው በዚህ ውስብስብ ion ከፍተኛ መረጋጋት ነው። የ \([Ag(CN)_2]^{-} \) ምስረታ ሚዛናዊነት በጣም ትልቅ ነው፣ ይህ ማለት የብር ions ከሳይያንዲድ ions ጋር የሰጡት ምላሽ ይህንን ውስብስብ ነገር ለመፍጠር በጣም ጥሩ ነው። ውስብስብ ion \([Ag(CN)_2]^{-}\) ከብር ሰልፋይድ ጋር ሲነፃፀር በውሃ ውስጥ የሚሟሟ የማይሟሟ ነው። ይህ የመሟሟት ልዩነት በአጠቃላይ ምላሽ ሂደት ውስጥ ቁልፍ ነገር ነው.

2.3 የሰልፈር ኦክሳይድ

በብር ሰልፋይድ ውስጥ ያለው ሰልፈር በ -2 ኦክሳይድ ሁኔታ ውስጥ ነው. አየር በሚኖርበት ጊዜ ከሶዲየም ሳይአንዲድ ጋር ምላሽ በሚሰጥበት ጊዜ ሰልፈር ኦክሳይድ ይደረጋል. ከአየር ውስጥ ያለው ኦክሲጅን የኦክሳይድ ኃይልን ይሰጣል. ከ -2 እስከ 0 ያለው የሰልፈር ኦክሳይድ (ኤለመንታል ሰልፈር) የምላሽ ዘዴ አስፈላጊ አካል ነው። የሰልፈር ኦክሳይድ ምላሽ መንገድ ተከታታይ ኤሌክትሮኖችን ያካትታል - የዝውውር ደረጃዎች, ከአጠቃላይ ምላሽ ፍጥነት እና ምርቶች መፈጠር ጋር በቅርበት የተያያዙ ናቸው.

3. ምላሽ ሁኔታዎች

3.1 ቴርሞዳይናሚክስ ግምት

በቴርሞዳይናሚክስ ፣ የብር ሰልፋይድ እንደ አየር ያለ ኦክሳይድ ወኪል ሳይኖር ከሶዲየም ሲያናይድ ጋር ያለው ቀጥተኛ ምላሽ አዎንታዊ የጊብስ ነፃ የኃይል ለውጥ (\(\ ዴልታ ጂ> 0 \)) አለው። ይህ የሚያመለክተው በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ ምላሹ ድንገተኛ አለመሆኑን ነው. ለአፀፋው \(Ag_2S + 4NaCN\rightleftharpoons 2Na[Ag(CN)_2]+Na_2S \) ሚዛናዊ ቋሚ (\(K \)) በአንጻራዊ ሁኔታ ትንሽ ነው። ነገር ግን ኦክሲጅን ሲገባ አጠቃላይ ምላሹ ድንገተኛ ይሆናል። የሰልፈር ኦክሲጅን ኦክሲጅን በብር ሰልፋይድ እና በሶዲየም ሲያናይድ መካከል ያለውን የመነሻ ምላሹን ያልሆነ - ድንገተኛነት ለማሸነፍ የመንዳት ኃይልን ይሰጣል።

3.2 የማጎሪያ መስፈርቶች

ምላሹ ውጤታማ በሆነ መንገድ እንዲቀጥል በቂ የሆነ የሶዲየም ሲያናይድ ክምችት ያስፈልጋል። የብር ሰልፋይድ በውሃ ውስጥ የማይሟሟ በመሆኑ ቀስ በቀስ ከብር ሰልፋይድ ከሚለቀቁት የብር ionዎች ጋር ለመዋሃድ ከፍተኛ መጠን ያለው የሲአንዲድ ions ያስፈልጋል። ስሌቶች እንደሚያሳዩት የ \(0.1mol \) የ \( Ag_2S \) በ \(1L \) \(NaCN \) መፍትሄ ውስጥ ለመሟሟት ፣ የሚያስፈልገው ዝቅተኛው የ \(NaCN \) ትኩረት በግምት \(12.97mol/L \) ነው። ይህ ከፍተኛ የማጎሪያ ፍላጎት በብር ሰልፋይድ ዝቅተኛ የመሟሟት ሁኔታ እና ውስብስብ ሚዛን - ምስረታ ምላሽ ወደ ብር ምስረታ - ሳይአንዲድ ኮምፕሌክስ ion.

3.3 የሙቀት መጠን እና ግፊት

ምንም እንኳን በብር ሰልፋይድ እና በሶዲየም ሲያናይድ መካከል ያለው ምላሽ በክፍል ሙቀት ውስጥ ሊከሰት ቢችልም, የሙቀት መጠን መጨመር በአጠቃላይ የአጸፋውን ፍጥነት ሊያፋጥን ይችላል. ከፍ ያለ የሙቀት መጠን የሪአክታንት ሞለኪውሎች የእንቅስቃሴ ሃይል ይጨምራል፣ ይህም ወደ ተደጋጋሚ እና ኃይለኛ ግጭቶች ይመራል። ነገር ግን፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የሙቀት መጠን እንደ ሳይአንዲድ ውህዶች መበስበስ ያሉ የጎንዮሽ ጉዳቶችን ሊያስከትል ይችላል። ግፊት በተለመደው ሁኔታ ውስጥ በዚህ ምላሽ ላይ ቀጥተኛ ተጽእኖ አይኖረውም, ምክንያቱም በውሃ መፍትሄ ውስጥ ያለ ምላሽ እንጂ ጋዝ አይደለም - የግፊት ለውጦች የበለጠ ግልጽ የሆነ ተጽእኖ ይኖራቸዋል.

4. ምላሽ Kinetics

4.1 የምላሽ መጠን መወሰን

የብር ሰልፋይድ ከሶዲየም ሲያናይድ ጋር ያለው ምላሽ መጠን በሙከራ ዘዴዎች ሊወሰን ይችላል። (እንደ ብር ሰልፋይድ ወይም ሶዲየም ሲያናይድ ያሉ) ወይም ምርቶች (እንደ ብር ያሉ - ሲያናይድ ውስብስብ አዮን ወይም ሰልፈር ያሉ) reactants ትኩረት ላይ ለውጥ በጊዜ ሂደት በመለካት, ምላሽ መጠን ሊሰላ ይችላል. ለምሳሌ, በቡድን ሬአክተር ሙከራ ውስጥ, ናሙናዎች በመደበኛ ክፍተቶች ሊወሰዱ ይችላሉ, እና የብር ክምችት - የሲያንዲን ውስብስብ ion በመፍትሔው ውስጥ እንደ ስፔክትሮፎሜትሪ ወይም ion - መራጭ ኤሌክትሮዶች የመሳሰሉ የትንታኔ ዘዴዎችን በመጠቀም ይለካሉ. የብር - ሳይያንዲድ ኮምፕሌክስ ion የመፈጠር መጠን አጠቃላይ ምላሽን ለማስላት ጥቅም ላይ ይውላል.

4.2 ደረጃ - ደረጃዎችን መወሰን

የብር ሰልፋይድ ሳይያንዲሽን ምላሽ ዘዴ ውስብስብ እና በርካታ ደረጃዎችን ያካትታል. ፍጥነቱ - የመወሰን ደረጃ በምላሽ ቅደም ተከተል ውስጥ በጣም ቀርፋፋው እርምጃ ሊሆን ይችላል። ከቁልፍ እርምጃዎች አንዱ የብር ሰልፋይድ መሟሟት ነው, እሱም የብር ions እና የሰልፈር ions መለቀቅን ያካትታል. የብር ions ከሳይያንድ ions ጋር ያለው ውስብስብነት ከብር ሰልፋይድ መሟሟት ጋር ሲነፃፀር በጣም ፈጣን ነው. የሰልፈር ኦክሲጅን ኦክሲጅን በጠቅላላው ምላሽ ፍጥነት ውስጥም ትልቅ ሚና ይጫወታል. የኦክስጂን አቅርቦት የተገደበ ከሆነ, ምናልባት ፍጥነት ሊሆን ይችላል - የሚወስን ምክንያት. በተጨማሪም, reactant ሞለኪውሎች (ሳይያንይድ አየኖች እና ኦክስጅን ያሉ) የብር ሰልፋይድ ቅንጣቶች ወለል ላይ ያለውን ስርጭት ደግሞ በተለይ የብር ሰልፋይድ ቅንጣት መጠን ትልቅ ነው የት ሁኔታዎች ውስጥ, ምላሽ መጠን ላይ ተጽዕኖ ይችላሉ.

4.3 የሂሳብ ሞዴል

የብር ሰልፋይድ ሳይያንዲሽን ምላሽን ለመግለጽ የሂሳብ ሞዴሎች ተዘጋጅተዋል። አንድ የተለመደ ሞዴል እየቀነሰ - ዋና ሞዴል ነው. ይህ ሞዴል ምላሹ የሚከሰተው በጠንካራ የብር ሰልፋይድ ቅንጣት ላይ ነው, እና ምላሹ በሚቀጥልበት ጊዜ, ያልተለቀቀው የብር ሰልፋይድ እምብርት ይቀንሳል. ሞዴሉ በምርቱ ንብርብር (ሰልፈር እና በብር ሰልፋይድ ቅንጣት ላይ ሊፈጠሩ የሚችሉ ሌሎች የምላሽ ምርቶች) ፣ በምድሪቱ ላይ ያለውን የኬሚካላዊ ምላሽ መጠን እና የመፍትሄው ደረጃ ውስብስብነት ሚዛን ያሉ የሪአክተሮች ስርጭትን የመሳሰሉ ሁኔታዎችን ግምት ውስጥ ያስገባል። ይህንን ሞዴል በመጠቀም በተለያዩ ሁኔታዎች ውስጥ ስላለው ምላሽ መጠን ትንበያዎች ለምሳሌ የሶዲየም ሲያናይድ እና የኦክስጅን መጠን መለዋወጥ፣ የብር ሰልፋይድ ቅንጣት እና የሙቀት መጠን። የሙከራ ውጤቶቹ በአጠቃላይ ከእንደዚህ ዓይነት የሂሳብ ሞዴሎች ትንበያዎች ጋር በጥሩ ሁኔታ ላይ ተገኝተዋል.

5. መተግበሪያዎች

5.1 የብር ማውጣት ከኦሬስ

በብር ሰልፋይድ እና በሶዲየም ሲያናይድ መካከል ያለው ምላሽ በማዕድን ኢንዱስትሪ ውስጥ ከሰልፋይድ ማዕድናት ውስጥ ብር ለማውጣት በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። በተለመደው የሲያንዲሽን ሂደት ውስጥ, የተፈጨ የብር - የተሸከመ ማዕድን በሶዲየም ሲያንዲን በተጣራ መፍትሄ ይታከማል. በማዕድኑ ውስጥ ያለው የብር ሰልፋይድ ከሶዲየም ሲያናይድ ጋር ምላሽ ይሰጣል የሚሟሟ ብር - ሳይያንዲድ ኮምፕሌክስ። ከአስተያየቱ በኋላ, የብር - የሲአንዲን ውስብስብነት ያለው መፍትሄ ከጠንካራ ቅሪት ይለያል. ብሩን ከተለያዩ ዘዴዎች ለምሳሌ በተመጣጣኝ የመቀነሻ ወኪል (ለምሳሌ ዚንክ አቧራ) በመቀነስ ከመፍትሔው ማግኘት ይቻላል። ይህ ሂደት በጣም ቀልጣፋ ነው እና ለትልቅ - ልኬት በብዛት ጥቅም ላይ ከሚውሉት ዘዴዎች አንዱ ነው የብር ማውጣት.

5.2 የአካባቢ ግምት

ይሁን እንጂ በብር ማውጣት ሂደት ውስጥ የሶዲየም ሲያናይድ አጠቃቀም የአካባቢን ስጋቶች ያስነሳል. ሲያናይድ በጣም መርዛማ ንጥረ ነገር ነው፣ እና ማንኛውም ልቅ ወይም አላግባብ የሳይያንይድ አወጋገድ - መፍትሄዎችን የያዙ ከባድ የአካባቢ ተፅእኖዎችን ያስከትላል። ስለዚህ በማዕድን ኢንዱስትሪ ውስጥ የሳይያንዲን አስተማማኝ አያያዝ እና አወጋገድን ለማረጋገጥ ጥብቅ የአካባቢ ጥበቃ ደንቦች ተዘጋጅተዋል. ብዙ የማዕድን ኩባንያዎች የሲአንዲድን አጠቃቀምን ለመቀነስ ወይም ሳይአንዲድን ለማከም - ቆሻሻን የበለጠ ውጤታማ ለማድረግ አማራጭ ዘዴዎችን እየፈጠሩ ነው። ምንም እንኳን እነዚህ ፈተናዎች ቢኖሩም, በብር ሰልፋይድ እና በሶዲየም ሲያናይድ መካከል ያለው ምላሽ በብር ማዕድን ማውጫው ውስጥ ባለው ከፍተኛ ቅልጥፍና ምክንያት ጠቃሚ ሂደት ነው.

6. መደምደሚያ

በብር ሰልፋይድ እና በሶዲየም ሲያናይድ መካከል ያለው ምላሽ ብርን በማውጣት ረገድ ጉልህ አፕሊኬሽኖች ያሉት ውስብስብ ኬሚካዊ ሂደት ነው። የኢንደስትሪ ሂደቶችን ለማመቻቸት እና ከሳይአንዲድ አጠቃቀም ጋር የተያያዙ የአካባቢ ችግሮችን ለመፍታት የምላሽ መርሆችን፣ ሁኔታዎችን፣ ኪነቲክስን እና አፕሊኬሽኖችን መረዳት አስፈላጊ ነው። በዚህ አካባቢ ተጨማሪ ምርምር ይበልጥ ቀልጣፋ ምላሽ ሁኔታዎችን በማዳበር፣ የምላሹን መራጭነት ለማሻሻል፣ እና በብር ማውጣት ላይ ሳያንዲድን ለመተካት ወይም ለመቀነስ አማራጭ ዘዴዎችን በመፈለግ ላይ ሊያተኩር ይችላል።