NACN-Cianur de sodi Aplicacions a la indústria metal·lúrgica i química

introducció

El cianur de sodi (NaCN) és un compost químic que té un paper important tant a la indústria metal·lúrgica com a la química. Malgrat la seva naturalesa altament tòxica, les seves propietats químiques úniques el fan indispensable en diversos processos industrials. Aquest article aprofundeix en les diferents aplicacions de Cianur de sodi dins d'aquests dos sectors industrials crucials.

Propietats del cianur de sodi

El cianur de sodi és un sòlid cristal·lí blanc amb una lleugera olor d'ametlla amarga. Té una massa molar d'aproximadament 49.01 g/mol. És altament soluble en aigua, amb uns 46 grams que es dissolen en 100 mil·lilitres d'aigua a temperatura ambient. El compost està format per un catió Na⁺ i un anió CN⁻. Té un punt de fusió d'uns 564 °C i un punt d'ebullició d'aproximadament 1496 °C. Aquestes propietats físiques i químiques són fonamentals per entendre les seves aplicacions en diferents escenaris industrials.

Aplicacions en Metal·lúrgia

Extracció d'or i plata

Una de les aplicacions més conegudes de Cianur de sodi en la metal·lúrgia està en l'extracció d'or i plata dels seus minerals. Aquest procés, conegut com Cianuració, es basa en la capacitat dels ions de cianur per formar complexos estables amb l'or i la plata. En presència d'oxigen i aigua, cianur de sodi reacciona amb l'or del mineral de la següent manera:

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

El complex or - cianur [Au(CN)₂]⁻ és soluble en aigua, la qual cosa permet separar l'or de la matriu del mineral. Aquesta solució es processa posteriorment per recuperar l'or pur. De la mateixa manera, la plata es pot extreure mitjançant un mecanisme de reacció similar. La cianuració és un mètode molt utilitzat en la indústria minera a causa de la seva alta eficiència en la recuperació de metalls preciosos de minerals de baixa qualitat. Tanmateix, durant aquest procés s'han de seguir estrictes protocols de seguretat i medi ambient per evitar l'alliberament de compostos de cianur tòxics.

Xapat metàl·lic

El cianur de sodi també s'utilitza en processos de galvanoplastia. En galvanoplastia, una capa fina d'un metall es diposita a la superfície d'un altre material. Els banys de galvanoplastia a base de cianur s'utilitzen per xapar metalls com el coure, la plata, el cadmi i el zinc. Els ions de cianur del bany compleixen diverses funcions. Ajuden a la dissolució del metall de l'ànode, assegurant un subministrament constant d'ions metàl·lics per a la deposició. El cianur també actua com a agent complexant, que pot millorar la qualitat de la capa metàl·lica dipositada. Pot reduir la mida del gra del dipòsit, donant lloc a un recobriment més suau i uniforme. Per exemple, en el revestiment de plata, el cianur de sodi al bany de revestiment ajuda a aconseguir un revestiment de plata brillant i adherent al substrat.

Enduriment de l'acer

En el cas de l'enduriment de l'acer, s'utilitza cianur de sodi per augmentar la duresa superficial dels objectes d'acer. El procés consisteix a escalfar l'acer en presència d'un compost que conté cianur. El cianur es descompon a altes temperatures, alliberant àtoms de carboni i nitrogen. Aquests àtoms es difonen a la superfície de l'acer, formant compostos durs com ara carburs i nitrurs de ferro. Això resulta en una capa exterior dura a l'acer, mentre que el nucli es manté relativament tou i dúctil. L'ús de cianur de sodi en cas d'enduriment pot millorar la resistència al desgast i la resistència a la fatiga dels components d'acer, fent-los adequats per a aplicacions com engranatges, eixos i coixinets.

Aplicacions a la indústria química

Síntesi de compostos orgànics

El cianur de sodi és un material de partida crucial per a la síntesi d'una àmplia gamma de compostos orgànics. S'utilitza en la producció de productes farmacèutics, plàstics, colorants i altres productes químics. Per exemple, a la indústria farmacèutica, s'utilitza en la síntesi de fàrmacs com la penicil·lina, la vitamina B₆ i l'àcid fòlic. En la síntesi de penicil·lina, el cianur de sodi està implicat en una sèrie de reaccions que condueixen a la formació de l'estructura característica d'anell β - lactam de l'antibiòtic.

En la producció de plàstics, el cianur de sodi es pot utilitzar per sintetitzar monòmers. Per exemple, s'utilitza en la producció d'acrilonitril, que és un monòmer per fabricar poliacrilonitril (PAN), un polímer comú utilitzat en la producció de fibres sintètiques i plàstics. La reacció del cianur de sodi amb altres productes químics també pot conduir a la formació de diversos intermedis orgànics que es processen més per obtenir els productes finals desitjats.

Producció de cianurs inorgànics

El cianur de sodi s'utilitza com a material de partida per a la producció d'altres inorgànics importants cianurs. Per exemple, s'utilitza per produir Cianur de potassi (KCN), cianur de zinc (Zn(CN)₂) i cianur de coure (CuCN). Aquests inorgànics Cianurs tenen les seves pròpies aplicacions en diferents indústries. El cianur de potassi s'utilitza en galvanoplastia, especialment en el revestiment d'or i plata. El cianur de zinc s'utilitza en el procés de galvanització, i el cianur de coure s'utilitza en la galvanoplastia de coure i en la producció de determinats aliatges basats en coure. La producció d'aquests cianurs inorgànics normalment implica la reacció de cianur de sodi amb les sals metàl·liques adequades o mitjançant altres reaccions químiques.

Ús en anàlisi química

En anàlisi química, el cianur de sodi es pot utilitzar en determinades tècniques analítiques. Per exemple, en la determinació de certs ions metàl·lics en solució, el cianur es pot utilitzar com a agent complexant. Afegint cianur de sodi a una solució que conté ions metàl·lics, es poden formar complexos metall-cianur específics. Aquests complexos solen tenir propietats característiques, com ara el color o la solubilitat, que es poden utilitzar per identificar o quantificar els ions metàl·lics. No obstant això, a causa de l'extrema toxicitat del cianur de sodi, el seu ús en anàlisis químiques està molt regulat, i sovint es prefereixen mètodes alternatius menys tòxics quan estan disponibles.

Consideracions de seguretat

És important tenir en compte que el cianur de sodi és extremadament tòxic. L'exposició al cianur de sodi, ja sigui per inhalació, ingestió o contacte amb la pell, pot ser mortal. Funciona interferint amb la respiració cel·lular, evitant que les cèl·lules utilitzin l'oxigen de manera eficaç. En l'ús industrial del cianur de sodi, s'han d'implementar mesures de seguretat estrictes. Els treballadors que manipulen cianur de sodi han de portar equips de protecció personal adequats, inclosos guants, ulleres i protecció respiratòria. Les instal·lacions d'emmagatzematge de cianur de sodi s'han de dissenyar per evitar fuites i vessaments, i s'han d'establir plans de resposta d'emergència en cas d'alliberaments accidentals. La protecció del medi ambient també és una preocupació important, ja que qualsevol alliberament de cianur de sodi al medi ambient pot tenir greus conseqüències per a la fauna i les fonts d'aigua.

Conclusió

El cianur de sodi, malgrat la seva toxicitat inherent, té aplicacions diverses i importants tant a la indústria metal·lúrgica com a la química. En metal·lúrgia, és essencial per a l'extracció de metalls preciosos, el revestiment de metalls i l'enduriment. En la indústria química, serveix com a material de partida clau per a la síntesi de nombrosos compostos orgànics i inorgànics i té aplicacions en anàlisi química. No obstant això, l'ús de cianur de sodi sempre ha d'anar acompanyat de mesures estrictes de seguretat i protecció del medi ambient per minimitzar els riscos associats a aquest compost altament tòxic. A mesura que la tecnologia avança, s'estan fent esforços contínuament per desenvolupar mètodes alternatius que puguin assolir els mateixos objectius industrials sense l'ús d'un producte químic tan perillós, però de moment, el cianur de sodi continua sent un component vital en molts processos industrials.