Сианиди натрий: хосиятҳои кимиёвӣ ва механизмҳои реаксия

Муқаддима

Сианиди натрий (NaCN) як пайвастагии кимиёвӣ аст, ки аз сабаби хусусияти хеле заҳролудии худ ҳам татбиқи саноатӣ ва ҳам оқибатҳои назарраси бехатарӣ дорад. Фаҳмидани хосиятҳои кимиёвӣ ва механизмҳои реаксияи он барои коркарди бехатар, истифодаи саноатӣ ва ҳифзи муҳити зист муҳим аст. Ин мақола барои пешниҳоди шарҳи ҳамаҷонибаи хусусиятҳои кимиёвӣ ва роҳҳои реаксияи сианиди натрий равона шудааст.

Хусусиятҳои кимиёвии сианиди натрий

Назарияи ҷисмонӣ

Сианиди натрий як сахти кристаллии сафед дар ҳарорати хонагӣ аст. Он дорои сохтори булӯри мукааб буда, аксар вақт ҳамчун донаҳои хурд, бебӯй (ҳангоми хушк) ё хока пайдо мешавад. Бо вуҷуди ин, ҳангоми тамос бо намӣ ё кислотаҳо, он метавонад гази сианиди гидрогенро, ки бӯи хоси бодоми талх дорад, хориҷ кунад. Бояд қайд кард, ки на ҳама метавонанд ин бӯйро муайян кунанд, зеро қобилияти бӯй кардани он аз ҷиҳати генетикӣ муайян карда мешавад.

Ҳал

NaCN дар об хеле ҳал мешавад. Вақте ки он дар об ҳал мешавад, мувофиқи муодилаи зерин ба ионҳои натрий (Na⁺) ва ионҳои сианид (CN⁻) ҷудо мешавад:

NaCN(s) H2O, Na+(aq) Na+(aq) + CN-(ак)

Ин маҳлули баланд дар об онро ба хатари эҳтимолии экологӣ табдил медиҳад, зеро он метавонад сарчашмаҳои обро ба осонӣ олуда кунад. Он инчунин дар баъзе ҳалкунандаҳои органикии қутбӣ ба монанди метанол ва этанол ҳал мешавад.

Стратегия

Сианиди натрий дар шароити муқаррарӣ нисбатан устувор аст. Аммо, он ба гармӣ, намӣ ва кислотаҳо ҳассос аст. Ҳангоми гармкунӣ, он метавонад таҷзия шавад ва гази сианиди гидрогении хеле заҳролудро хориҷ кунад. Дар ҳузури кислотаҳо, ҳатто кислотаҳои заиф ба монанди кислотаи карбон (ҳангоми ҳал шудани гази карбон дар об ба вуҷуд меояд), реаксияи зерин ба амал меояд:- NaCN + H2O + CO2 → NaHCO3 + HCN↑

Ин аксуламал аҳамияти нигоҳдории цианиди натрийро дар ҷои хушк ва хунук, дур аз моддаҳои турш нишон медиҳад.

Механизмҳои реаксияи сианиди натрий

Реаксия бо металлҳо

Сианиди натрий бо қобилияти худ барои ташкил кардани комплексҳо бо металлҳо машҳур аст. Яке аз маъмултарин истифодаҳо истихроҷи тилло ва нуқра аз маъданҳои онҳо дар саноати маъдан мебошад. Дар ҳузури оксиген ва об, сианиди натрий бо тилло (Au) дар маъдан реаксия карда, комплекси ҳалшавандаи тилло-сианидро ташкил медиҳад. Реаксияи умумиро метавон чунин нишон дод:

4Au+8NaCN+O2+2H2O→4Na[Au(CN)2]+ 4NaOH

Дар ин реаксия ионҳои сианид бо атомҳои тилло ҳамоҳанг шуда, тиллои ҳалнашавандаро дар маъдан ба комплекси ҳалшаванда табдил медиҳанд, ки онро аз сангҳои боқимонда ва дигар ифлосиҳо ба осонӣ ҷудо кардан мумкин аст. Механизми реаксия оксидшавии тилло бо оксигенро дар бар мегирад ва пас аз он комплекси тиллои оксидшуда бо ионҳои сианидро дар бар мегирад.

Реаксияҳои ивазкунии нуклеофилӣ

Ионҳои сианид (CN⁻) нуклеофилҳои қавӣ мебошанд. Дар химияи органикӣ, онҳо метавонанд дар реаксияҳои ивазкунии нуклеофилӣ иштирок кунанд. Масалан, вақте ки галогениди алкил (R - X, ки дар он R гурӯҳи алкил ва X галоген аст) бо сианиди натрий дар ҳалкунандаи апротикӣ ба монанди диметил сулфоксид (DMSO) реаксия мекунад, реаксияи зерин ба амал меояд: RX + NaCNR-CN + NaX

Иони сианид ба атоми карбон, ки бо галоген пайваст шудааст, ҳамла карда, атоми галогенро дар реаксияи ивазкунӣ иваз мекунад. Ин реаксия дар синтези нитрилҳо, ки дар истеҳсоли пайвастагиҳои гуногуни органикӣ, аз қабили кислотаҳои карбон, аминҳо ва пайвастагиҳои гетероциклӣ мобайнӣ муҳиманд, васеъ истифода мешавад.

Реаксия бо об (гидролиз)

Тавре ки қаблан қайд карда шуд, сианиди натрий метавонад бо об дар реаксияи гидролиз реаксия кунад. Дар ҳузури об, иони сианид метавонад протонро аз об қабул кунад, то сианиди гидроген ва ионҳои гидроксидро ташкил диҳад: CN-(aq) + H2O(l) HCN (aq) + OH-(aq)

Ин реаксияи гидролизӣ баръакс аст ва мавқеи мувозинат аз омилҳо ба монанди рН ва ҳарорат вобаста аст. Дар маҳлулҳои туршӣ мувозинат ба пайдоиши гази сианиди гидроген мегузарад, дар ҳоле ки дар маҳлулҳои асосӣ иони сианид асосан дар шакли анионии худ боқӣ мемонад.