Цыянід натрыю: хімічныя ўласцівасці і механізмы рэакцыі

Увядзенне

Натрый cyanide (NaCN) - гэта хімічнае злучэнне, якое мае як прамысловае прымяненне, так і значныя наступствы для бяспекі з-за сваёй вельмі таксічнай прыроды. Разуменне яго хімічныя ўласцівасці і механізмы рэакцыі маюць вырашальнае значэнне для бяспечнага выкарыстання, прамысловага выкарыстання і аховы навакольнага асяроддзя. Гэты артыкул накіраваны на тое, каб даць поўны агляд хімічных характарыстык і шляхоў рэакцый Цыянід натрыю.

Хімічныя ўласцівасці цыяніду натрыю

фізічны выгляд

Цыянід натрыю ўяўляе сабой белае крышталічнае цвёрдае рэчыва пры пакаёвай тэмпературы. Ён мае кубічную крышталічную структуру і часта выглядае ў выглядзе дробных гранул або парашка без паху (у сухім выглядзе). Аднак пры кантакце з вільгаццю або кіслотамі ён можа вылучаць цыяністы вадарод, які мае выразны пах горкага міндаля. Важна адзначыць, што не кожны можа выявіць гэты пах, бо здольнасць адчуваць яго генетычна вызначана.

растваральнасць

NaCN добра раствараецца ў вадзе. Калі ён раствараецца ў вадзе, ён распадаецца на іёны натрыю (Na⁺) і іёны цыяніду (CN⁻) у адпаведнасці з наступным ураўненнем:

NaCN(s) H2O, Na+(водн.) Na+ (водн.) + CN-(водн.)

Такая высокая растваральнасць у вадзе робіць яго патэнцыйнай небяспекай для навакольнага асяроддзя, паколькі ён можа лёгка забрудзіць крыніцы вады. Ён таксама раствараецца ў некаторых палярных арганічных растваральніках, такіх як метанол і этанол.

стабільнасць

Цыянід натрыю адносна стабільны ў звычайных умовах. Аднак ён адчувальны да цяпла, вільгаці і кіслот. Пры награванні ён можа раскладацца, вылучаючы высокатаксічны газападобны цыяністы вадарод. У прысутнасці кіслот нават слабыя кіслоты, такія як Вугляродяновая кіслата (утвараецца пры растварэнні вуглякіслага газу ў вадзе), адбываецца наступная рэакцыя: -NaCN + H2O + CO2 → NaHCO3 + HCN↑

Гэтая рэакцыя падкрэслівае важнасць захоўвання Цыянід натрыю у сухім, прахалодным месцы, удалечыні ад кіслотных рэчываў.

Механізмы рэакцыі цыяніду натрыю

Рэакцыі з металамі

Цыянід натрыю добра вядомы сваёй здольнасцю ўтвараць комплексы з металамі. Адно з найбольш распаўсюджаных ужыванняў - здабыча золата і срэбра з іх руд у горназдабыўной прамысловасці. У прысутнасці кіслароду і вады, цыяністы натрый рэагуе з золатам (Au) у рудзе з адукацыяй растваральнага золата-цыяніднага комплексу. Агульную рэакцыю можна прадставіць у выглядзе:

4Au+8NaCN+O2+2H2O→4Na[Au(CN)2]+ 4NaOH

У гэтай рэакцыі іёны цыяніду каардынуюцца з атамамі золата, ператвараючы нерастваральнае золата ў рудзе ў растваральны комплекс, які можна лёгка аддзяліць ад пакінутай пароды і іншых прымешак. Механізм рэакцыі ўключае акісленне золата кіслародам з наступным утварэннем комплексу акісленага золата з іёнамі цыяніду.

Рэакцыі нуклеафільнага замяшчэння

Цыянід-іёны (CN⁻) з'яўляюцца моцнымі нуклеафіламі. У арганічнай хіміі яны могуць удзельнічаць у рэакцыях нуклеафільнага замяшчэння. Напрыклад, калі галагенід алкілу (R - X, дзе R - алкільная група, а X - галаген) уступае ў рэакцыю з цыянідам натрыю ў апратонным растваральніку, такім як дыметылсульфоксид (ДМСО), адбываецца наступная рэакцыя:RX + NaCNR-CN + NaX

Іён цыяніду атакуе атам вугляроду, звязаны з галагенам, выцясняючы атам галагену ў рэакцыі замяшчэння. Гэтая рэакцыя шырока выкарыстоўваецца ў сінтэзе нітрылаў, якія з'яўляюцца важнымі прамежкавымі прадуктамі ў вытворчасці розных арганічных злучэнняў, такіх як карбонавыя кіслоты, аміны і гетэрацыклічныя злучэнні.

Рэакцыя з вадой (гідроліз)

Як згадвалася раней, цыянід натрыю можа рэагаваць з вадой у рэакцыі гідролізу. У прысутнасці вады цыянід-іён можа прымаць пратон з вады з адукацыяй цыяністага вадароду і гідраксід-іёнаў:CN-(водны) + H2O(l) HCN (водны) + OH-(водны)

Гэтая рэакцыя гідролізу зварачальная, і становішча раўнавагі залежыць ад такіх фактараў, як pH і тэмпература. У кіслых растворах раўнавага зрушваецца ў бок адукацыі цыяністага вадароду, у той час як у асноўных растворах цыянід-іён застаецца пераважна ў аніённай форме.