Lêkolîna li ser Reaksiyona Di navbera Sulfide Silver û Sodium Cyanide

1. Pêşkêş

Reaksiyona di navbera sulfîda zîv (\(Ag_2S\)) û sîyanûra sodyûmê (\(NaCN\)) de di warên cûrbecûr de, bi taybetî di derxistina zîv ji kanzayên wê de, bandorên girîng dike. Fêmkirina vê reaksiyonê ji bo baştirkirina pêvajoyên pîşesaziyê û ji bo têgihîştineke kûrtir a hevsengiyên kîmyewî û kînetîkan di pergalên tevlihev de pir girîng e.

2. Prensîbên Reaksiyonê

2.1 Wekheviya Kîmyewî

Reaksiyona di navbera sulfîda zîv û Sîyanûra Sodyûmê de dikare were temsîlkirin

b di hebûna hewayê de hevkêşana kîmyayî ya jêrîn:\(2Ag_2S + 8NaCN + O_2 + 2H_2O = 4Na[Ag(CN)_2] + 4NaOH + 2S\)

Di vê reaksiyonê de, sulfîda zîv bi sodyûm siyanûr re reaksiyonê dike . Zîva di sulfîda zîv de îyonek kompleks, îyona kompleks a siyanûra zîv \([Ag(CN)_2]^{-} \) çêdike, di heman demê de sulfîda di sulfîda zîv de vediguhere sulfîda elementî. Oksîjena di hewayê de beşdarî reaksiyonê dibe, wekî madeyek oksîdker tevdigere.

2.2 Çêbûna Ionê ya Kompleksê

Zîv xwedan meyla xurt e ku bi îyonên siyanîdê îyonên tevlihev çêbike. Çêbûna \([Ag(CN)_2]^{-} \) ji ber îstîqrara bilind a vê îyona tevlihev pêk tê. Berdewamiya hevsengiyê ya ji bo pêkhatina \([Ag(CN)_2]^{-} \) nisbeten mezin e, yanî reaksiyona îyonên zîv bi îyonên sîanîd re ji bo avakirina vê kompleksê pir xweş e. Iyona kompleksa \([Ag(CN)_2]^{-}\) li gorî sulfîdê zîv, ku nayê çareserkirin, di avê de pirtir e. Ev cûdahiya çareseriyê di pêvajoya reaksiyonê ya giştî de faktorek bingehîn e.

2.3 Oksîdakirina kelûmê

Kevir di sulfîdê zîv de di rewşa oksîdasyonê -2 de ye. Di dema reaksiyona bi sodyûm sîanîdê li ber hewayê, kewkurtê oksîde dibe. Oksîjena ji hewayê hêza oksîjenê peyda dike. Oksîdasyona kewkurtê ji -2 heta 0 (kevirê elemental) beşek girîng a mekanîzmaya reaksiyonê ye. Rêya reaksiyonê ya ji bo oksîdasyona sulfur rêzek gavên veguheztina elektron vedihewîne, ku ji nêz ve bi rêjeya reaksiyonê ya giştî û avakirina hilberan ve girêdayî ne.

3. Şertên Reaksiyonê

3.1 Bersivên Termodînamîk

Ji hêla termodinamîk ve, reaksiyona rasterast a sulfîdê zîv bi sodyum sianidê re bêyî hebûna oksîjenek mîna hewayê, xwedan guhertinek enerjiya belaş a Gibbs-ê erênî ye (\(\Delta G>0\)). Ev nîşan dide ku reaksiyonê di şertên standard de ne spontan e. Berdewamiya hevsengiyê (\(K\)) ji bo reaksiyona \(Ag_2S + 4NaCN\rightleftharpoons 2Na[Ag(CN)_2]+Na_2S\) nisbeten piçûk e. Lêbelê, dema ku oksîjen tê destnîşan kirin, reaksiyona tevahî spontan dibe. Oksîdasyona kelûmê ji hêla oksîjenê ve hêza ajotinê peyda dike da ku ne-spontaniya reaksiyona destpêkê ya di navbera sulfîdê zîv û siyanidê sodyûmê de derbas bibe.

3.2 Pêdiviyên Konsantrasyonê

Ji bo ku reaksîyon bi bandor bimeşe, pêdivî ye ku têr tansiyonek sodyûm sîanîd heye. Ji ber ku sulfîdê zîv di avê de nayê çareser kirin, ji bo tevlihevkirina bi îyonên zîv ên ku hêdî hêdî ji sulfîdê zîv têne berdan, pêdivî ye ku girseyek zêde ya îyonên siyanîdê hebe. Hesab nîşan didin ku ji bo \(0.1 mol\) \(Ag_2S\) ku di \(1L\) çareseriya \(NaCN\) de bihele, herî kêm giraniya \(NaCN\) bi qasî \(12.97mol/L\) hewce dike. Ev pêdiviya giraniya zêde ji ber helbûna kêm a sulfîdê zîv û hewcedariya guheztina hevsengiya reaksiyona pêkhatinê ber bi avakirina îona kompleksa zîv-sîanîd ve ye.

3.3 Germ û Zext

Her çend reaksiyona di navbera sulfîdê zîv û siyanidê sodyûmê de dikare li germahiya odeyê çêbibe jî, zêdebûna germahiyê bi gelemperî dikare rêjeya reaksiyonê bilez bike. Germahiya bilind enerjiya kînetîk a molekulên reaktant zêde dike, û dibe sedema pevçûnên pir caran û enerjîk. Lêbelê, germahiya pir zêde dibe ku bibe sedema reaksiyonên alîgir jî, wek mînak hilweşandina pêkhateyên siyanîdê. Zext di bin şert û mercên normal de bandorek rasterast a girîng li ser vê reaksiyonê nake, ji ber ku ew reaksiyonek di nav çareseriyek avî de ye û ne reaksiyonek qonax-gazê ye ku guheztinên zextê dê bandorek zelaltir hebe.

4. Kînetîka Reaksiyonê

4.1 Diyarkirina Rêjeya Reaksiyonê

Rêjeya reaksiyonê ya sulfide zîv bi sodyûm sîanîd dikare bi rêbazên ceribandinê were destnîşankirin. Bi pîvandina guheztina giraniya reaktantan (wekî sulfîdê zîv an siyanidê sodyûm) an hilberan (wekî îyona kompleksa zîv - sîanîd an jî kelûmê) bi demê re, rêjeya reaksiyonê dikare were hesibandin. Mînakî, di ceribandinek reaktorek hevîrê de, di navberên birêkûpêk de nimûne têne girtin, û hûrbûna îona kompleksa zîv - sîanîd a di çareseriyê de dikare bi karanîna teknîkên analîtîk ên wekî spectrophotometry an ion - elektrodên bijartî were pîvandin. Dûv re rêjeya pêkhatina îona kompleksa zîv - sîanîd tê bikar anîn da ku rêjeya reaksiyonê ya giştî hesab bike.

4.2 Rêjeya - Tespîtkirina Gavên

Mekanîzmaya reaksiyonê ya siyanîdkirina sulfîdê zîv tevlihev e û gelek gavan vedihewîne. Rêje - gavê diyarker îhtîmal e ku di rêza reaksiyonê de gava herî hêdî ye. Yek ji gavên bingehîn hilweşandina sulfîdê zîv e, ku tê de serbestberdana îyonên zîv û îyonên kelûmê ye. Tevlihevkirina îyonên zîv bi îyonên siyanîd re li gorî belavbûna sulfîdê zîv bi lez e. Oksîdakirina sulfurê ji hêla oksîjenê ve di rêjeya reaksiyonê ya giştî de jî rolek girîng dilîze. Ger peydakirina oksîjenê sînordar be, dibe ku ew bibe rêjeyek - faktorek diyarker. Wekî din, belavbûna molekulên reaktant (wekî îyonên siyanîd û oksîjenê) li ser rûyê pariyên sulfîdê zîv jî dikare bandorê li rêjeya reaksiyonê bike, nemaze di rewşên ku mezinahiya pariyên sulfîdê zîv mezin e.

4.3 Modelkirina Matematîkî

Modelên matematîkî ji bo danasîna kînetîka reaksiyonê ya siyanîdasyona sulfîdê zîv hatine pêşve xistin. Yek modela ku bi gelemperî tê bikar anîn modela hûrkirin - bingehîn e. Ev model wisa dihesibîne ku reaksîyon li rûbera parça sulfîdê zîv a zexm çêdibe, û her ku reaksîyon pêşve diçe, navika sulfîdê zîv ku reaksîyon nekiriye, piçûk dibe. Model faktorên wekî belavkirina reaktantan di nav qata hilberê de (sulfur û hilberên reaksiyonê yên din ên ku dikarin li ser rûyê parça sulfîdê zîv çêbibin), rêjeya reaksiyona kîmyewî ya li rûxê, û hevsengiya tevlihevkirinê di qonaxa çareseriyê de digire ber çavan. Bi karanîna vê modelê, pêşbîniyên di derheqê rêjeya reaksiyonê de di bin şert û mercên cûda de têne çêkirin, wekî cûrbecûr hûrguliyên sodyûm sîanîd û oksîjenê, mezinahiya perçeya sulfîdê zîv, û germahiyê. Encamên ceribandinê bi gelemperî bi pêşbîniyên modelên matematîkî yên weha re lihevhatinek baş e.

5. Serîlêdanên

5.1 Derxistina zîv ji ores

Reaksiyona di navbera sulfîda zîv û sodyûm sîyanûrê de di pîşesaziya madenê de ji bo derxistina zîv ji kanên sulfîdê bi berfirehî tê bikar anîn. Di pêvajoyek sîyanûrkirinê ya tîpîk de, kanzaya zîv a ku tê de hatiye pelçiqandin bi çareseriyek zirav a sodyûm sîyanûrê tê dermankirin. Sulfîda zîv a di kanzê de bi sodyûm sîyanûrê re reaksiyonê dike da ku kompleksa zîv-sîyanûrê ya çareserker çêbike. Piştî reaksiyonê, çareseriya ku kompleksa zîv-sîyanûrê dihewîne ji bermayiya hişk tê veqetandin. Dûv re zîv dikare bi rêbazên cûrbecûr, wekî kêmkirin bi madeyek kêmkirinê ya guncaw (mînak, toza zincê), ji çareseriyê were derxistin. Ev pêvajo pir bi bandor e û yek ji rêbazên herî gelemperî ye ji bo derxistina zîv a di pîvanek mezin de.

5.2 Nêrînên Jîngehê

Lêbelê, karanîna sodyûmê di pêvajoya derxistina zîv de fikarên jîngehê zêde dike. Siyanid maddeyek pir jehrî ye, û her rijandin an avêtina nerast a siyanîd - çareseriyên ku tê de hene, dikare bandorên giran ên hawîrdorê bike. Ji ber vê yekê, rêzikên hişk ên hawîrdorê têne bicîh kirin ku di pîşesaziya madenê de bi ewlehî hilgirtin û avêtina siyanidê misoger bikin. Gelek pargîdaniyên madenê di heman demê de rêbazên alternatîf pêşdixin da ku karanîna siyanûrê kêm bikin an dermankirina siyanûrê - ku bermahiyên bi bandortir vedihewîne. Tevî van dijwariyan, reaksiyona di navbera sulfîdê zîv û siyanidê sodyûmê de ji ber berberiya wê ya bilind di derxistina zîv de di pîşesaziya kana zîv de pêvajoyek girîng dimîne.

6. Xelasî

Reaksiyona di navbera sulfîdê zîv û siyanidê sodyûm de pêvajoyek kîmyewî ya tevlihev e ku di derxistina zîv de serîlêdanên girîng hene. Fêmkirina prensîbên reaksiyonê, şert, kînetîk, û sepanan ji bo xweşbînkirina pêvajoyên pîşesaziyê û ji bo çareserkirina fikarên hawîrdorê yên ku bi karanîna cyanide ve girêdayî ne hewce ye. Lêkolînên din ên di vî warî de dibe ku li ser pêşxistina şert û mercên reaksiyonê yên bikêrtir, baştirkirina hilbijartî ya reaksiyonê, û dîtina rêbazên alternatîf ji bo şûna an kêmkirina karanîna siyanidê di derxistina zîv de hûr bibe.