Natrio cianido fizinės savybės ir pagrindiniai parametrai

Natris Cianidas (NaCN) yra cheminis junginys, turintis didelį pramoninio pritaikymo poreikį, tačiau jis taip pat yra labai toksiškas. Suprasti jo fizinės savybės bei pagrindiniai parametrai yra labai svarbus saugiam tvarkymui ir naudojimui įvairiose srityse.

1. Išvaizda

Natrio cianidas paprastai būna baltų kristalinių granulių arba miltelių pavidalu. Pramoninėje aplinkoje jis taip pat gali būti granuliuoto arba kieto bloko pavidalo. Spalva paprastai yra grynai balta – tai būdingas fizinis požymis, kurį galima naudoti pradiniam identifikavimui laboratorijoje arba pramoninėje aplinkoje. Tačiau svarbu atkreipti dėmesį, kad dėl didelio toksiškumo vizualinis patikrinimas turėtų būti atliekamas tik laikantis tinkamų saugos priemonių.

2. Kvapas

Jis turi silpną, būdingą kvapą, dažnai apibūdinamą kaip silpną karčiųjų migdolų kvapą. Tačiau svarbu atkreipti dėmesį, kad ne visi gali užuosti šį kvapą. Gebėjimas užuosti cianido junginius yra genetiškai nulemtas, o didelė dalis gyventojų neturi uoslės receptorių, reikalingų šiam kvapui suvokti. Dėl to pasikliauti vien kvapu aptikimui yra nepatikima, todėl saugos ir pramonės stebėsenos tikslais reikia naudoti sudėtingesnius analitinius metodus.

3. Kristalinė struktūra

Natrio cianidas kristalizuojasi kubinėje kristalinėje sistemoje. Šią struktūrą sudaro taisyklinga natrio katijonų (Na⁺) ir cianido anijonų (CN⁻) struktūra. Kubinė kristalinė struktūra suteikia Natrio cianidas būdingos kietojo kūno savybės, tokios kaip trapumas ir skilimo modeliai mechaniškai įtempiant. Kubinės sistemos gardelių išsidėstymas taip pat turi įtakos kitoms fizinėms savybėms, tokioms kaip tirpumas ir lydymosi elgsena.

4. Lydymosi temperatūra

Lydymosi temperatūra Natrio cianidas yra 563.7 °C (836.8 K). Ši santykinai aukšta lydymosi temperatūra yra stiprių joninių ryšių tarp natrio ir cianido jonų rezultatas. Joniniai junginiai, tokie kaip natrio cianidas, reikia daug energijos, kad šie ryšiai būtų nutraukti ir būtų galima pereiti iš kietos į skystą fazę. Ši aukšta lydymosi temperatūra turi įtakos pramoniniam perdirbimui. Pavyzdžiui, kai kuriais atvejais, kai reikia išlydyto natrio cianido, norint pasiekti ir palaikyti reikiamą apdorojimo temperatūrą, turi būti naudojama specializuota aukštos temperatūros įranga.

5. Virimo temperatūra

Natrio cianido virimo temperatūra yra 1496 °C (1769 K). Panašiai kaip ir dėl aukštos lydymosi temperatūros, aukšta virimo temperatūra atsiranda dėl junginio joninių jungčių stiprumo. Norint visiškai atskirti jonus vieną nuo kito skystojoje fazėje ir paversti juos dujine būsena, reikia daug energijos. Virimo temperatūroje natrio cianido garų slėgis tampa lygus atmosferos slėgiui, todėl skystis gali virsti garais. Žinios apie virimo temperatūrą yra svarbios procesuose, kuriuose vyksta distiliacija arba aukštos temperatūros reakcijos, kuriose natrio cianido gali būti garų fazėje.

6. Tankis

Natrio cianido tankis yra maždaug 1.596 g/cm³. Ši tankio vertė rodo, kad jis yra sunkesnis už vandenį, kurio tankis standartinėmis sąlygomis yra 1 g/cm³. Praktiškai, jei natrio cianidas išsilieja ar įvyksta avarija vandeninėje aplinkoje, jis nusėda į dugną. Ši savybė yra svarbi aplinkosaugos ir saugos požiūriu, nes ji turi įtakos tam, kaip medžiaga išsisklaidys ir bus sulaikyta atsitiktinio išleidimo atveju.

7. Tirpumas

Natrio cianidas labai gerai tirpsta vandenyje. Vandeniniame tirpale jis lengvai disocijuojasi į natrio jonus (Na⁺) ir cianido jonus (CN⁻). Tirpumas vandenyje priklauso nuo temperatūros. Esant 0 °C temperatūrai, maždaug 40.8 g natrio cianido gali ištirpti 100 g vandens, o ši vertė padidėja iki 58.7 g/100 g vandens esant 20 °C temperatūrai ir 71.2 g/100 g vandens esant 30 °C temperatūrai. Jis taip pat tirpsta kituose poliniuose tirpikliuose, tokiuose kaip amoniakas, etanolis ir metanolis. Tirpumas šiuose tirpikliuose atsiranda dėl polinių tirpiklių molekulių gebėjimo sąveikauti su joninėmis natrio cianido rūšimis per jonų-dipolio jėgas. Pramoniniuose pritaikymuose, pavyzdžiui, aukso ir sidabro gavyboje, kur natrio cianidas naudojamas vandeniniame tirpale, didelis jo tirpumas vandenyje yra pagrindinė savybė, leidžianti vykti kompleksų susidarymo reakcijoms su tauriaisiais metalais.

8. Higroskopiškumas

Natrio cianidas yra higroskopinis, o tai reiškia, kad jis turi stiprų polinkį sugerti drėgmę iš oro. Veikiamas drėgno oro, jis gali sugerti vandens molekules ir galiausiai ištirpti, sudarydamas skystą tirpalą. Ši savybė susijusi su jo tirpumu. Tirpios medžiagos, tokios kaip natrio cianidas, sugeria tiek daug drėgmės, kad laikui bėgant gali virsti skysčiu. Šis higroskopinis pobūdis kelia iššūkių jį laikant ir tvarkant. Jis turi būti laikomas sandariuose induose sausoje aplinkoje, kad nesugertų drėgmės, nes dėl hidrolizės reakcijų gali susidaryti vandenilio cianido dujos.

9. Garų slėgis

Natrio cianido sočiųjų garų slėgis yra 0.13 kPa esant 817 °C temperatūrai. Garų slėgis yra slėgis, kurį tam tikroje temperatūroje daro medžiagos garai, esantys pusiausvyroje su skysta arba kieta faze. Natrio cianido atveju santykinai mažas garų slėgis normalioje temperatūroje reiškia, kad jis lengvai neišgaruoja. Tačiau kylant temperatūrai, garų slėgis taip pat didėja. Aukštoje temperatūroje, pavyzdžiui, tam tikrų pramoninių procesų metu arba kilus gaisrui, padidėjęs garų slėgis gali sukelti toksiškų natrio cianido garų išsiskyrimą. Tai kelia didelį susirūpinimą dėl saugos, nes natrio cianido garų įkvėpimas gali būti itin pavojingas ir potencialiai mirtinas.

10. Oktanolio ir vandens pasiskirstymo koeficientas (log P)

Natrio cianido oktanolio ir vandens pasiskirstymo koeficientas yra maždaug -1.69. Šis parametras yra junginio santykinio tirpumo oktanolyje (nepoliniame tirpiklyje) ir vandenyje (poliniame tirpiklyje) matas. Neigiama natrio cianido log P vertė rodo, kad jis geriau tirpsta vandenyje nei oktanolyje. Kitaip tariant, jis turi didelį afinitetą poliarinei aplinkai. Ši savybė yra svarbi norint suprasti, kaip natrio cianidas elgsis natūralioje aplinkoje, pavyzdžiui, vandens telkiniuose. Aplinkos chemijoje oktanolio ir vandens pasiskirstymo koeficientas naudojamas cheminės medžiagos pasiskirstymui tarp skirtingų aplinkos komponentų, tokių kaip vanduo, dirvožemis ir gyvi organizmai, numatyti. Kadangi natrio cianidas labai mėgsta vandenį, jis linkęs likti vandeninėse sistemose ir gali kelti pavojų vandens organizmams, jei pateks į vandens telkinius per pramoninius išleidimus ar avarijas.

Apibendrinant galima teigti, kad natrio cianido fizinės savybės ir pagrindiniai parametrai vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį jo pramoniniame pritaikyme, taip pat saugos ir aplinkosaugos požiūriu. Dėl didelio toksiškumo bet koks natrio cianido tvarkymas ar naudojimas turi būti atliekamas itin atsargiai, laikantis griežtų saugos protokolų ir taisyklių.