NACN-natrijum cijanid Primena u metalurgiji i hemijskoj industriji

Uvod

Natrijum cijanid (NaCN) je hemijsko jedinjenje koje igra značajnu ulogu i u metalurgiji i u hemijskoj industriji. Unatoč svojoj visoko toksičnoj prirodi, njegova jedinstvena kemijska svojstva čine ga nezamjenjivim u nekoliko industrijskih procesa. Ovaj članak se bavi različitim primjenama Natrijum cijanid unutar ova dva ključna industrijska sektora.

Svojstva natrijum cijanida

Natrijum cijanid je bela kristalna čvrsta supstanca sa slabim mirisom gorkog badema. Ima molarnu masu od približno 49.01 g/mol. Vrlo je rastvorljiv u vodi, sa oko 46 grama rastvora u 100 mililitara vode na sobnoj temperaturi. Jedinjenje se sastoji od Na⁺ kationa i CN⁻ anjona. Ima tačku topljenja od oko 564 °C i tačku ključanja od približno 1496 °C. Ova fizička i hemijska svojstva su fundamentalna za razumijevanje njegove primjene u različitim industrijskim scenarijima.

Primjena u metalurgiji

Ekstrakcija zlata i srebra

Jedna od najpoznatijih aplikacija Sodium Cyanide u metalurgiji je u vađenju zlata i srebra iz njihovih ruda. Ovaj proces, poznat kao Cijanidacija, zasniva se na sposobnosti cijanidnih jona da formiraju stabilne komplekse sa zlatom i srebrom. U prisustvu kiseonika i vode, natrijum cijanid reagira sa zlatom u rudi na sljedeći način:

4Au + 8NaCN + O₂+ 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂]+ 4NaOH

Zlato-cijanidni kompleks [Au(CN)₂]⁻ je rastvorljiv u vodi, što omogućava da se zlato odvoji od rudne matrice. Ova otopina se zatim dalje obrađuje kako bi se dobilo čisto zlato. Slično, srebro se može ekstrahirati korištenjem sličnog mehanizma reakcije. Cijanidacija je metoda koja se široko koristi u rudarskoj industriji zbog svoje visoke efikasnosti u dobijanju plemenitih metala iz ruda niskog kvaliteta. Međutim, tokom ovog procesa moraju se poštovati strogi sigurnosni i ekološki protokoli kako bi se spriječilo oslobađanje toksičnih jedinjenja cijanida.

Metal Plating

Natrijum cijanid se takođe koristi u procesima galvanizacije. Kod galvanizacije, tanak sloj metala se nanosi na površinu drugog materijala. Kupke za galvanizaciju na bazi cijanida koriste se za nanošenje metala kao što su bakar, srebro, kadmijum i cink. Joni cijanida u kadi imaju nekoliko funkcija. Pomažu u rastvaranju anodnog metala, osiguravajući stabilan dotok metalnih jona za taloženje. Cijanid također djeluje kao agens za stvaranje kompleksa, koji može poboljšati kvalitet nanesenog metalnog sloja. Može smanjiti veličinu zrna naslaga, što rezultira glatkijim i ujednačenijim premazom. Na primjer, u posrebrenju, natrijum cijanid u kupki za oblaganje pomaže u postizanju svijetle, prianjajuće srebrne prevlake na podlozi.

Očvršćavanje čelika

U slučaju kaljenja čelika, natrijum cijanid se koristi za povećanje površinske tvrdoće čeličnih predmeta. Proces uključuje zagrijavanje čelika u prisustvu spoja koji sadrži cijanid. Cijanid se razgrađuje na visokim temperaturama, oslobađajući atome ugljika i dušika. Ovi atomi difundiraju u površinu čelika, formirajući tvrde spojeve kao što su karbidi željeza i nitridi. To rezultira tvrdim vanjskim slojem na čeliku, dok jezgro ostaje relativno mekano i duktilno. Upotreba natrijevog cijanida u slučaju kaljenja može povećati otpornost na habanje i čvrstoću na zamor čeličnih komponenti, čineći ih pogodnim za primjene kao što su zupčanici, osovine i ležajevi.

Primjena u hemijskoj industriji

Sinteza organskih jedinjenja

Natrijum cijanid je ključni početni materijal za sintezu širokog spektra organskih jedinjenja. Koristi se u proizvodnji farmaceutskih proizvoda, plastike, boja i drugih hemikalija. Na primjer, u farmaceutskoj industriji koristi se u sintezi lijekova kao što su penicilin, vitamin B₆ i folna kiselina. U sintezi penicilina, natrijum cijanid je uključen u niz reakcija koje dovode do stvaranja karakteristične β-laktamske prstenaste strukture antibiotika.

U proizvodnji plastike, natrijum cijanid se može koristiti za sintezu monomera. Na primjer, koristi se u proizvodnji akrilonitrila, koji je monomer za izradu poliakrilonitrila (PAN), uobičajenog polimera koji se koristi u proizvodnji sintetičkih vlakana i plastike. Reakcija natrijum cijanida sa drugim hemikalijama takođe može dovesti do stvaranja različitih organskih međuproizvoda koji se dalje obrađuju da bi se dobili željeni krajnji proizvodi.

Proizvodnja neorganskih cijanida

Natrijum cijanid se koristi kao polazni materijal za proizvodnju drugih važnih anorganskih cijanidi. Na primjer, koristi se za proizvodnju Kalijum cijanid (KCN), cink cijanid (Zn(CN)₂) i cijanid bakra (CuCN). Ovi neorganski cijanidi imaju vlastitu primjenu u raznim industrijama. Kalijum cijanid se koristi u galvanizaciji, posebno u pozlaćivanju zlata i srebra. Cink cijanid se koristi u procesu pocinčavanja, a bakar cijanid se koristi u galvanizaciji bakra i u proizvodnji određenih legura na bazi bakra. Proizvodnja ovih neorganskih cijanida obično uključuje reakciju natrijum cijanida sa odgovarajućim metalnim solima ili kroz druge hemijske reakcije.

Upotreba u hemijskoj analizi

U hemijskoj analizi, natrijum cijanid se može koristiti u određenim analitičkim tehnikama. Na primjer, u određivanju određenih metalnih jona u otopini, cijanid se može koristiti kao agens za stvaranje kompleksa. Dodavanjem natrijum cijanida u rastvor koji sadrži ione metala mogu se formirati specifični kompleksi metal-cijanid. Ovi kompleksi često imaju karakteristična svojstva, kao što su boja ili rastvorljivost, koja se mogu koristiti za identifikaciju ili kvantifikaciju metalnih jona. Međutim, zbog ekstremne toksičnosti natrijevog cijanida, njegova upotreba u kemijskim analizama je strogo regulirana, a alternativne, manje toksične metode se često preferiraju kada su dostupne.

Sigurnosna razmatranja

Važno je napomenuti da je natrijum cijanid izuzetno toksičan. Izloženost natrijum cijanidu, bilo putem udisanja, gutanja ili kontakta s kožom, može biti fatalna. Djeluje tako što ometa ćelijsko disanje, sprječavajući ćelije da efikasno koriste kisik. U industrijskoj upotrebi natrijum cijanida moraju se primeniti stroge mere bezbednosti. Radnici koji rukuju natrijum cijanidom moraju nositi odgovarajuću ličnu zaštitnu opremu, uključujući rukavice, naočare i zaštitu za disanje. Objekti za skladištenje natrijum cijanida treba da budu projektovani tako da spreče curenje i izlivanje, a planovi za hitne slučajeve moraju biti postavljeni u slučaju slučajnog ispuštanja. Zaštita životne sredine je takođe velika briga, jer svako ispuštanje natrijum cijanida u životnu sredinu može imati ozbiljne posledice po divlje životinje i izvore vode.

zaključak

Natrijum cijanid, uprkos svojoj inherentnoj toksičnosti, ima različite i važne primene u metalurgiji i hemijskoj industriji. U metalurgiji je neophodan za vađenje plemenitih metala, prevlačenje metala i kaljenje kućišta. U hemijskoj industriji služi kao ključni polazni materijal za sintezu brojnih organskih i neorganskih jedinjenja i ima primenu u hemijskoj analizi. Međutim, upotreba natrijevog cijanida uvijek mora biti praćena strogim mjerama sigurnosti i zaštite okoliša kako bi se smanjili rizici povezani s ovim visoko toksičnim spojem. Kako tehnologija napreduje, kontinuirano se ulažu napori da se razviju alternativne metode koje mogu postići iste industrijske ciljeve bez upotrebe tako opasne hemikalije, ali za sada, natrijum cijanid ostaje vitalna komponenta u mnogim industrijskim procesima.