સોડિયમ સાયનાઇડ: ઔદ્યોગિક સંશ્લેષણથી લઈને સૂક્ષ્મ રસાયણો સુધી એક અનિવાર્ય સામગ્રી

પરિચય

સોડિયમ સાઇનાઇડ, રાસાયણિક સૂત્ર NaCN સાથે, એક સફેદ સ્ફટિકીય પાવડર છે. તે પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે અને તેમાં કડવી બદામની થોડી ગંધ છે. એક મહત્વપૂર્ણ મૂળભૂત રાસાયણિક કાચા માલ તરીકે, સોડિયમ સાયનાઇડ વિવિધ ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં, ખાસ કરીને ઔદ્યોગિક સંશ્લેષણમાં અને બદલી ન શકાય તેવી ભૂમિકા ભજવે છે ફાઇન રસાયણો.

ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

સોડિયમ સાયનાઇડ એક ઘન સ્ફટિક પ્રણાલી છે. તે પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે અને સરળતાથી હાઇડ્રોલાઇઝ થઈને હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે, તેના જલીય દ્રાવણમાં મજબૂત ક્ષારતા હોય છે. તેનું ગલનબિંદુ 563.7 °C છે, અને તેનું ઉત્કલનબિંદુ 1496 °C છે. તેની ઘનતા 1.595 g/cm³ છે. સોડિયમ સાયનાઇડ અત્યંત ઝેરી છે, અને ત્વચાના ઘા, શ્વાસમાં લેવાથી અથવા ઇન્જેશન દ્વારા થોડી માત્રામાં સંપર્ક પણ મૃત્યુ તરફ દોરી શકે છે. આ ઉચ્ચ ઝેરીતા મુખ્યત્વે તેમાં રહેલા સાયનાઇડ આયન (CN⁻) ને કારણે છે, જે રક્ત કોશિકાઓમાં ફેરિક આયનો સાથે જોડાઈ શકે છે, જેના કારણે રક્ત કોશિકાઓ તેમનું ઓક્સિજન વહન કાર્ય ગુમાવે છે, અને અંતે હાયપોક્સિયાને કારણે જીવતંત્રનું ઝડપી મૃત્યુ થાય છે.

ઔદ્યોગિક સંશ્લેષણ પદ્ધતિઓ

1. એન્ડ્રુસો પ્રક્રિયા: આ પદ્ધતિમાં કાચા માલ તરીકે કુદરતી ગેસ, એમોનિયા અને હવાનો ઉપયોગ થાય છે, જેમાં પ્લેટિનમ-રોડિયમ એલોય ઉત્પ્રેરક તરીકે હોય છે. આ પ્રતિક્રિયા ઊંચા તાપમાને થાય છે. કુદરતી ગેસ (મુખ્યત્વે મિથેન) ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં એમોનિયા અને ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે, અને પછી હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે. સોડિયમ સાયનાઇડ. એકંદર પ્રતિક્રિયાને આ રીતે સરળ રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છે: CH₄ + NH₃ + 1.5O₂ → HCN + 3H₂O, HCN + NaOH → NaCN + H₂O. આ પદ્ધતિ પ્રમાણમાં ઊંચી ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે અને મોટા પાયે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે. જો કે, તેને ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ અને કાચા માલના ગુણોત્તર અને પ્રતિક્રિયા પરિમાણોનું કડક નિયંત્રણ જરૂરી છે.

2. હળવા તેલ પાયરોલિસિસ પદ્ધતિ: પ્રવાહી એમોનિયાને બાષ્પીભવન કરવામાં આવે છે અને પછી મિક્સરમાં હળવા તેલ સાથે ભેળવીને પ્રીહિટ કરવામાં આવે છે. પ્રીહિટેડ મિશ્ર ગેસ ક્રેકીંગ ફર્નેસમાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં ઊંચા તાપમાને (લગભગ 1450 °C) ક્રેકીંગ પ્રતિક્રિયા થાય છે. પેટ્રોલિયમ કોકનો ઉપયોગ વાહક તરીકે થાય છે, અને નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ ઓક્સિડેશન અટકાવવા માટે રક્ષણાત્મક ગેસ તરીકે થાય છે. ક્રેકીંગ ગેસમાં હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ હોય છે. એમોનિયા દૂર કરવા, પાણી શોષણ, સુધારણા અને ઘનીકરણ જેવી પ્રક્રિયાઓ પછી, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ મેળવવામાં આવે છે, અને પછી તે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને પ્રવાહી બને છે. સોડિયમ સાયનાઇડ. પ્રવાહી સોડિયમ સાયનાઇડને વધુ કેન્દ્રિત અને સ્ફટિકીકૃત કરીને ઘન સોડિયમ સાયનાઇડ મેળવી શકાય છે. આ પ્રક્રિયામાં પરિપક્વ ટેકનોલોજી હોવા છતાં, તેમાં હાઇડ્રોજન સાયનાઇડનું ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન અને અશુદ્ધિઓ દૂર કરવામાં મુશ્કેલી, ઉચ્ચ ઉત્પાદન ઊર્જા વપરાશ, "ત્રણ કચરા" ની સારવારમાં મોટી મુશ્કેલી અને પ્રમાણમાં ઊંચા ઉત્પાદન ખર્ચ જેવી સમસ્યાઓ પણ છે.

3. એક્રેલોનિટ્રાઇલ બાય-પ્રોડક્ટ પદ્ધતિ: પ્રોપીલીનના એમોક્સિડેશન દ્વારા એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયામાં, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસ ઉપ-ઉત્પાદન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે (આ જથ્થો એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઉત્પાદનના 4% - 10% જેટલો છે). રિએક્ટરમાંથી ગેસમાં વધારાનું એમોનિયા હોય છે. પાતળા સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે એમોનિયા દૂર કર્યા પછી, પ્રતિક્રિયા ગેસ એક્રેલોનિટ્રાઇલ, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ, એસિટોનિટ્રાઇલ અને એક્રોલિન વગેરેને શોષવા માટે પાણી શોષણ ઠંડક ટાવરમાં પ્રવેશ કરે છે. શોષણ પ્રવાહી ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઉત્પાદનો અને ઉપ-ઉત્પાદન હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ મેળવવા માટે રિઝોલ્યુશન અને સુધારણા જેવી વધુ અલગતા અને શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે. પછી ઉપ-ઉત્પાદન હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ સોડિયમ સાયનાઇડ ઉત્પન્ન કરવા માટે આલ્કલી દ્રાવણ દ્વારા શોષાય છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવેલા ઉત્પાદનોમાં ઓછી અશુદ્ધિઓ અને ઓછી સલ્ફર સામગ્રી હોય છે. જો કે, તે એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઉત્પાદન ક્ષમતા દ્વારા મર્યાદિત છે. હાલમાં, ચીનમાં એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઉત્પાદન સંતૃપ્તિની નજીક પહોંચી ગયું છે, અને તેનું ઉત્પાદન નોંધપાત્ર રીતે વધારવું મુશ્કેલ છે.

ફાઇન કેમિકલ્સમાં એપ્લિકેશન્સ

1. ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગ: સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ ઇન્ટરમીડિએટ્સના સંશ્લેષણમાં વ્યાપકપણે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પેનિસિલિન, આઇબુપ્રોફેન, વિટામિન B6 જેવી કેટલીક સામાન્ય દવાઓના સંશ્લેષણમાં. ફોલિક એસિડ, ગ્વાનિન, એસાયક્લોવીર, બાર્બિટ્યુરેટ્સ, નોર્ફ્લોક્સાસીન, કેફીન અને બર્બેરિન, સોડિયમ સાયનાઇડ એક આવશ્યક કાચો માલ છે. તે સંશ્લેષણ માર્ગમાં મુખ્ય પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે, દવાના પરમાણુ માળખાના નિર્માણમાં મદદ કરે છે અને સમગ્ર દવા સંશ્લેષણ પ્રક્રિયામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

2. જંતુનાશક ઉદ્યોગ: જંતુનાશકોના ઉત્પાદનમાં તે એક મહત્વપૂર્ણ કાચો માલ પણ છે. ગ્લાયફોસેટ, પેરાક્વાટ, સાયનાઝીન, ફેન્ટોએટ અને આઇસોપ્રોથિઓલેન જેવા સામાન્ય જંતુનાશકોને તેમની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર પડે છે. સોડિયમ સાયનાઇડ જંતુનાશકોના સક્રિય ઘટકોના સંશ્લેષણમાં સામેલ છે, જે જંતુનાશકોને ચોક્કસ રાસાયણિક બંધારણો અને જંતુનાશક ગુણધર્મો આપે છે, જે કૃષિ ઉત્પાદન સુનિશ્ચિત કરવા અને કૃષિ જીવાતોને રોકવા અને નિયંત્રિત કરવા માટે ખૂબ મહત્વનું છે.

3. રંગ અને રંગદ્રવ્ય ઉદ્યોગ: રંગ ઉદ્યોગમાં, સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ સાયનુરિક ક્લોરાઇડ જેવા મહત્વપૂર્ણ મધ્યવર્તી પદાર્થોના ઉત્પાદન માટે થાય છે. સાયનુરિક ક્લોરાઇડ પ્રતિક્રિયાશીલ રંગો માટે એક મહત્વપૂર્ણ મધ્યવર્તી પદાર્થ છે અને તે ઓપ્ટિકલ બ્રાઇટનર્સના ઉત્પાદન માટે કાચો માલ પણ છે. તે રંગોના સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે, રંગોને ઉત્તમ રંગ ગુણધર્મો અને રંગ સ્થિરતા આપે છે, અને રંગ ઉદ્યોગના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે.

4. ખાસ કાર્બનિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ: સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના ખાસ કાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે થઈ શકે છે, જેમ કે સાયનોબેન્ઝિલ અને તેના ડેરિવેટિવ શ્રેણી ઉત્પાદનો, ઇમિનોડિયાસેટોનિટ્રાઇલ, ઇમિનોડિયાસેટિક એસિડ (એસ્ટર), ચેલેટીંગ એજન્ટ શ્રેણી ઉત્પાદનો (EDTA, DTPA, NTA) અને તેમના ધાતુના મીઠા ઉત્પાદનો, ગ્લાયસીન, હાઇડ્રોક્સાયસેટોનાઇટ્રાઇલ (એસિડ), વગેરે. આ કાર્બનિક સંયોજનોનો રાસાયણિક વિશ્લેષણ, પાણી શુદ્ધિકરણ અને કાર્બનિક સંશ્લેષણ જેવા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક ઉપયોગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચેલેટીંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ ધાતુના આયનોને બાંધવા માટે થઈ શકે છે, જે પાણીને નરમ બનાવવા અને ધાતુના આયનોને અલગ કરવાની પ્રક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

સલામતી અને પર્યાવરણીય વિચારણાઓ

તેની ઉચ્ચ ઝેરીતાને કારણે, સોડિયમ સાયનાઇડના ઉત્પાદન, પરિવહન, સંગ્રહ અને ઉપયોગમાં કડક સલામતીનાં પગલાં લેવા જોઈએ. ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, ઓપરેટરોએ સોડિયમ સાયનાઇડના સંપર્કને રોકવા માટે ગેસ-ટાઈટ સુટ, રેસ્પિરેટર અને રક્ષણાત્મક મોજા સહિત યોગ્ય વ્યક્તિગત રક્ષણાત્મક ઉપકરણો પહેરવા જોઈએ. કાર્યસ્થળની હવા સલામતીના ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે ઉત્પાદન સુવિધાઓ અદ્યતન વેન્ટિલેશન અને એક્ઝોસ્ટ સિસ્ટમથી સજ્જ હોવી જોઈએ. પરિવહન દરમિયાન, સોડિયમ સાયનાઇડને સંબંધિત નિયમો અનુસાર પેક કરવું જોઈએ, સામાન્ય રીતે સીલબંધ સ્ટીલના ડ્રમમાં, અને વિશિષ્ટ જોખમી રાસાયણિક પરિવહન વાહનો દ્વારા પરિવહન કરવું જોઈએ. ગીચ વસ્તીવાળા વિસ્તારો અને પાણીના સ્ત્રોતોને ટાળવા માટે પરિવહન માર્ગોનું કાળજીપૂર્વક આયોજન કરવું જોઈએ. સંગ્રહમાં, તેને સારી વેન્ટિલેશનવાળા સમર્પિત વેરહાઉસમાં સંગ્રહિત કરવું જોઈએ, ગરમીના સ્ત્રોતો, ઇગ્નીશન સ્ત્રોતો અને એસિડ અને ઓક્સિડન્ટ જેવા અસંગત પદાર્થોથી દૂર. વેરહાઉસ લીક-પ્રૂફ અને ચોરી વિરોધી સુવિધાઓથી સજ્જ હોવું જોઈએ, અને "ડબલ-લોક" મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ લાગુ કરવી જોઈએ.

પર્યાવરણીય સંરક્ષણની દ્રષ્ટિએ, સોડિયમ સાયનાઇડના ઉત્પાદનમાં ઉત્પન્ન થતા "ત્રણ કચરા" ની યોગ્ય રીતે સારવાર કરવી જોઈએ. સાયનાઇડ ધરાવતા ગંદા પાણીને રાસાયણિક ઓક્સિડેશન અથવા અન્ય યોગ્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા સારવાર આપીને સાયનાઇડ આયનોને બિન-ઝેરી પદાર્થોમાં વિઘટિત કરવા જોઈએ. વાતાવરણ પર તેની અસર ઘટાડવા માટે હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ધરાવતા કચરાના ગેસને શોષણ અથવા દહન પ્રક્રિયા દ્વારા શુદ્ધ કરવું જોઈએ. માટી અને ભૂગર્ભજળના પ્રદૂષણને રોકવા માટે સાયનાઇડ ધરાવતા ઘન કચરાને સુરક્ષિત રીતે લેન્ડફિલ કરવો જોઈએ અથવા વિશિષ્ટ જોખમી કચરા સારવાર સુવિધાઓ દ્વારા સારવાર કરવી જોઈએ.

ઉપસંહાર

સોડિયમ સાયનાઇડ, તેની ઉચ્ચ ઝેરીતા હોવા છતાં, આધુનિક ઉદ્યોગમાં એક અનિવાર્ય સામગ્રી છે. ઔદ્યોગિક સંશ્લેષણથી લઈને સૂક્ષ્મ રસાયણો સુધી, તેણે વિવિધ ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ યોગદાન આપ્યું છે. ટેકનોલોજીના સતત વિકાસ સાથે, એક તરફ, સોડિયમ સાયનાઇડની વધુ કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ ઉત્પાદન પદ્ધતિઓની શોધ થઈ રહી છે; બીજી તરફ, ઉપયોગ પ્રક્રિયામાં, સોડિયમ સાયનાઇડના ઉપયોગ દરને સુધારવા અને માનવ સ્વાસ્થ્ય અને પર્યાવરણ પર તેની નકારાત્મક અસર ઘટાડવાના પ્રયાસો કરવામાં આવી રહ્યા છે. ભવિષ્યમાં, સોડિયમ સાયનાઇડ ઔદ્યોગિક અર્થતંત્રના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવવાનું ચાલુ રાખશે જ્યારે સલામતી, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને ઉત્પાદન જરૂરિયાતોને વધુ સારી રીતે સંતુલિત કરશે.