Natrium Sianida: Material yang Sangat Diperlukan dari Sintesis Industri hingga Bahan Kimia Halus

Pengantar

Sodium sianida, dengan rumus kimia NaCN, adalah bubuk kristal putih. Sangat larut dalam air dan memiliki sedikit bau almond pahit. Sebagai bahan baku kimia dasar yang penting, Sodium sianida memainkan peran yang tidak tergantikan dalam berbagai bidang industri, terutama dalam sintesis industri dan Bahan kimia halus.

Sifat Fisik dan Kimia

Natrium sianida adalah sistem kristal kubik. Natrium sianida sangat larut dalam air dan mudah terhidrolisis untuk menghasilkan hidrogen sianida, dengan larutan berairnya menunjukkan alkalinitas yang kuat. Titik lelehnya adalah 563.7 °C, dan titik didihnya adalah 1496 °C. Natrium sianida memiliki massa jenis 1.595 g/cm³. Natrium sianida sangat beracun, dan bahkan sejumlah kecil kontak melalui luka kulit, terhirup, atau tertelan dapat menyebabkan kematian. Toksisitas tinggi ini terutama disebabkan oleh ion sianida (CN⁻) di dalamnya, yang dapat bergabung dengan ion besi dalam sel darah, menyebabkan sel darah kehilangan fungsi pembawa oksigennya, dan akhirnya menyebabkan kematian cepat organisme karena hipoksia.

Metode Sintesis Industri

1. Proses Andrussow: Metode ini menggunakan gas alam, amonia, dan udara sebagai bahan baku, dengan paduan platina-rodium sebagai katalis. Reaksi berlangsung pada suhu tinggi. Gas alam (terutama metana) bereaksi dengan amonia dan oksigen dengan adanya katalis untuk menghasilkan hidrogen sianida, kemudian hidrogen sianida bereaksi dengan larutan natrium hidroksida untuk memperoleh Natrium SianidaReaksi keseluruhan dapat dinyatakan secara sederhana sebagai: CH₄ + NH₃ + 1.5O₂ → HCN + 3H₂O, HCN + NaOH → NaCN + H₂O. Metode ini memiliki efisiensi produksi yang relatif tinggi dan cocok untuk produksi industri skala besar. Namun, metode ini memerlukan kondisi reaksi yang tinggi dan kontrol yang ketat terhadap rasio bahan baku dan parameter reaksi.

2. Metode Pirolisis Minyak Ringan: Amonia cair diuapkan lalu dicampur dengan minyak ringan dalam mixer dan dipanaskan terlebih dahulu. Gas campuran yang dipanaskan terlebih dahulu masuk ke tungku perengkahan, tempat reaksi perengkahan terjadi pada suhu tinggi (sekitar 1450 °C). Kokas minyak bumi digunakan sebagai pembawa, dan nitrogen digunakan sebagai gas pelindung untuk mencegah oksidasi. Gas perengkahan mengandung hidrogen sianida. Setelah proses seperti penghilangan amonia, penyerapan air, rektifikasi, dan kondensasi, hidrogen sianida diperoleh, lalu bereaksi dengan larutan natrium hidroksida untuk mendapatkan cairan natrium sianidaNatrium sianida cair dapat dipekatkan dan dikristalkan lebih lanjut untuk memperoleh natrium sianida padat. Meskipun proses ini memiliki teknologi yang matang, proses ini juga memiliki masalah seperti desulfurisasi dan penghilangan pengotor hidrogen sianida yang sulit, konsumsi energi produk yang tinggi, kesulitan besar dalam pengolahan "tiga limbah", dan biaya produksi yang relatif tinggi.

3. Akrilonitril Berdasarkan - metode produk: Dalam proses produksi akrilonitril dengan amoksidasi propilena, gas hidrogen sianida diproduksi sebagai produk sampingan (jumlahnya setara dengan 4% - 10% dari produksi akrilonitril). Gas dari reaktor mengandung amonia berlebih. Setelah menghilangkan amonia dengan asam sulfat encer, gas reaksi memasuki menara pendingin penyerapan air untuk menyerap akrilonitril, hidrogen sianida, asetonitril, dan akrolein, dll. Cairan penyerapan mengalami proses pemisahan dan pemurnian lebih lanjut seperti resolusi dan rektifikasi untuk mendapatkan produk akrilonitril dengan kemurnian tinggi dan hidrogen sianida produk sampingan. Hidrogen sianida produk sampingan kemudian diserap oleh larutan alkali untuk menghasilkan natrium sianida. Produk yang diperoleh dengan metode ini memiliki lebih sedikit pengotor dan kandungan sulfur yang rendah. Namun, hal ini dibatasi oleh kapasitas produksi akrilonitril. Saat ini, produksi akrilonitril di Tiongkok telah mendekati saturasi, dan hasilnya sulit untuk ditingkatkan secara signifikan.

Aplikasi dalam Bahan Kimia Halus

1. Industri farmasi: Natrium sianida banyak digunakan dalam sintesis zat antara farmasi. Misalnya, dalam sintesis beberapa obat umum seperti penisilin, ibuprofen, vitamin B6, asam folat, guanin, asiklovir, barbiturat, norfloksasin, kafein, dan berberin, natrium sianida merupakan bahan baku yang penting. Ia berpartisipasi dalam reaksi-reaksi utama dalam jalur sintesis, membantu membangun struktur molekul obat dan memainkan peran penting dalam keseluruhan proses sintesis obat.

2. Industri Pestisida: Natrium sianida juga merupakan bahan baku penting dalam produksi pestisida. Pestisida umum seperti glifosat, paraquat, sianazin, fentoat, dan isoprothiolane semuanya memerlukan penggunaan natrium sianida dalam proses pembuatannya. Natrium sianida terlibat dalam sintesis bahan aktif pestisida, yang memberikan pestisida struktur kimia dan sifat pestisida tertentu, yang sangat penting untuk memastikan produksi pertanian dan mencegah serta mengendalikan hama pertanian.

3. Industri Pewarna dan Pigmen: Dalam industri pewarna, natrium sianida digunakan untuk memproduksi zat antara penting seperti sianurat klorida. Sianurat klorida merupakan zat antara penting untuk pewarna reaktif dan juga merupakan bahan baku untuk produksi pencerah optik. Zat ini berperan dalam sintesis pewarna, memberikan pewarna sifat pewarnaan dan ketahanan warna yang sangat baik, serta mendorong perkembangan industri pewarna.

4. Sintesis Senyawa Organik Khusus: Natrium sianida dapat digunakan untuk mensintesis berbagai senyawa organik khusus, seperti sianobenzil dan produk turunannya, iminodiacetonitrile, asam iminodiacetic (ester), produk seri agen khelasi (EDTA, DTPA, NTA) dan produk garam logamnya, glisin, hidroksiasetonitrile (asam), dll. Senyawa organik ini memiliki aplikasi luas dalam bidang seperti analisis kimia, pengolahan air, dan sintesis organik. Misalnya, agen khelasi dapat digunakan untuk mengikat ion logam, yang berperan penting dalam proses pelunakan air dan pemisahan ion logam.

Pertimbangan Keselamatan dan Lingkungan

Karena toksisitasnya yang tinggi, tindakan pengamanan yang ketat harus dilakukan dalam produksi, transportasi, penyimpanan, dan penggunaan natrium sianida. Dalam proses produksi, operator perlu mengenakan alat pelindung diri yang sesuai, termasuk pakaian kedap gas, respirator, dan sarung tangan pelindung, untuk mencegah kontak dengan natrium sianida. Fasilitas produksi harus dilengkapi dengan sistem ventilasi dan pembuangan yang canggih untuk memastikan bahwa udara di tempat kerja memenuhi standar keselamatan. Selama transportasi, natrium sianida harus dikemas sesuai dengan peraturan yang relevan, biasanya dalam drum baja tertutup, dan diangkut dengan kendaraan pengangkut bahan kimia berbahaya khusus. Rute transportasi harus direncanakan dengan cermat untuk menghindari daerah padat penduduk dan sumber air. Dalam penyimpanan, natrium sianida harus disimpan di gudang khusus dengan ventilasi yang baik, jauh dari sumber panas, sumber api, dan zat yang tidak cocok seperti asam dan oksidan. Gudang harus dilengkapi dengan fasilitas anti bocor dan anti pencurian, dan menerapkan sistem manajemen "kunci ganda".

Dalam hal perlindungan lingkungan, "tiga limbah" yang dihasilkan dalam produksi natrium sianida harus diolah dengan benar. Air limbah yang mengandung sianida harus diolah dengan oksidasi kimia atau metode lain yang sesuai untuk menguraikan ion sianida menjadi zat yang tidak beracun sebelum dibuang. Gas limbah yang mengandung hidrogen sianida harus dimurnikan melalui penyerapan atau pengolahan pembakaran untuk mengurangi dampaknya terhadap atmosfer. Limbah padat yang mengandung sianida harus ditimbun dengan aman atau diolah oleh fasilitas pengolahan limbah berbahaya khusus untuk mencegah pencemaran tanah dan air tanah.

Kesimpulan

Natrium sianida, meskipun memiliki tingkat toksisitas yang tinggi, merupakan material yang sangat diperlukan dalam industri modern. Dari sintesis industri hingga bahan kimia murni, ia telah memberikan kontribusi penting dalam berbagai bidang. Dengan terus berkembangnya teknologi, di satu sisi, metode produksi natrium sianida yang lebih efisien dan ramah lingkungan sedang dieksplorasi; di sisi lain, dalam proses aplikasinya, berbagai upaya sedang dilakukan untuk meningkatkan tingkat pemanfaatan natrium sianida dan mengurangi dampak negatifnya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Di masa mendatang, natrium sianida akan terus memainkan peran penting dalam pengembangan ekonomi industri sambil menyeimbangkan kebutuhan keselamatan, perlindungan lingkungan, dan produksi dengan lebih baik.