Quali sono gli usi industriali del cianuro?

Il cianuro, un composto chimico contenente il gruppo ciano con un atomo di carbonio legato a un atomo di azoto con un triplo legame, è noto per la sua elevata tossicità. Tuttavia, svolge anche diversi ruoli importanti in diversi settori industriali grazie alle sue proprietà chimiche uniche.

1. Industria mineraria

Una delle applicazioni più significative di Cianuro è nel Industria mineraria, soprattutto nell'estrazione di metalli preziosi come oro e argento. Il processo è chiamato cianurazione o cianuro

Gold

e estrazione d'argento

• Lavorazione dei minerali: Le soluzioni di cianuro vengono utilizzate per sciogliere l'oro e l'argento dal minerale estratto. L'oro, nella sua forma nativa, ha un potenziale di ossidazione relativamente elevato. Ma in presenza di ioni cianuro (CN-), l'oro forma uno ione complesso solubile. Questa interazione chimica permette all'oro di dissolversi nella soluzione di cianuro, separandolo dagli altri componenti del minerale.

• Analogamente, l'argento reagisce con il cianuro in modo analogo, formando un complesso solubile che ne consente l'estrazione dalla matrice del minerale.

• Una volta disciolti nella soluzione di cianuro, i metalli preziosi possono essere recuperati tramite metodi elettrochimici come l'elettroestrazione. Nell'elettroestrazione, una corrente elettrica viene fatta passare attraverso la soluzione, causando il deposito degli ioni metallici su un catodo. Un altro metodo è la precipitazione, ad esempio aggiungendo un metallo più reattivo come lo zinco. Lo zinco sposta l'oro o l'argento dallo ione complesso presente nella soluzione, consentendo il recupero dei metalli preziosi.

2. Produzione chimica

I composti di cianuro sono intermedi essenziali nella produzione di un'ampia gamma di prodotti chimici.

Plastica

• I derivati ​​del cianuro sono utilizzati nella produzione di gomma sintetica e materie plastiche. Ad esempio, l'acrilonitrile, che contiene un gruppo ciano, è un monomero chiave nella produzione del poliacrilonitrile (PAN). Il PAN viene utilizzato per produrre fibre acriliche, utilizzate nell'industria tessile per la produzione di abbigliamento, tappeti e rivestimenti. Attraverso un processo di polimerizzazione, le molecole di acrilonitrile si legano tra loro per formare lunghe catene di poliacrilonitrile.

coloranti

• Alcuni coloranti tessili vengono sintetizzati utilizzando sostanze chimiche a base di cianuro. I composti contenenti cianuro possono essere utilizzati per introdurre gruppi funzionali nelle molecole del colorante, influenzandone le proprietà di colore, solubilità e resistenza. Ad esempio, alcuni coloranti reattivi che possono formare legami covalenti con le fibre tessili durante la tintura possono contenere gruppi funzionali derivati ​​dal cianuro, contribuendo alla capacità del colorante di aderire e colorare efficacemente il tessuto.

Eccipienti farmaceutici

• Il cianuro svolge un ruolo nella produzione di farmaci e principi attivi farmaceutici (API). Sebbene l'uso del cianuro in ambito farmaceutico sia severamente regolamentato a causa della sua tossicità, può essere coinvolto in reazioni chimiche durante la sintesi di molecole organiche complesse. Ad esempio, in alcuni processi di sintesi multifase per i farmaci, il cianuro può essere utilizzato per introdurre un gruppo ciano nella molecola. Questo gruppo ciano può poi essere ulteriormente modificato attraverso processi come l'idrolisi per formare acidi carbossilici o la riduzione per formare ammine, che sono importanti gruppi funzionali in molti farmaci.

3. Galvanica e trattamento dei metalli

Le soluzioni di cianuro sono ampiamente utilizzate nei processi di galvanica.

Produzione di gioielli

• Nella produzione di gioielli di alta qualità, le soluzioni galvaniche a base di cianuro vengono utilizzate per depositare metalli come oro, argento e rame sulle superfici. Il cianuro agisce come agente complessante, contribuendo a ottenere un rivestimento metallico liscio, uniforme e aderente. Ad esempio, nella galvanica dell'oro, il complesso oro-cianuro presente nella soluzione consente un migliore controllo della velocità di deposizione e della qualità dello strato d'oro sul substrato del gioiello. Durante la galvanica, il complesso oro-cianuro si dissocia al catodo e gli ioni d'oro si riducono formando un sottile e uniforme strato d'oro sulla superficie del gioiello.

Elettronica

• Nell'industria elettronica, la galvanoplastica a base di cianuro viene utilizzata per rivestire i componenti. Ciò migliora la conduttività e la resistenza alla corrosione dei componenti elettronici. Ad esempio, la galvanoplastica con rame e cianuro viene utilizzata per depositare un sottile strato di rame sui circuiti stampati (PCB). Lo strato di rame fornisce una buona conduttività elettrica e l'uso di cianuro nel bagno galvanico contribuisce a ottenere un rivestimento di rame uniforme e privo di difetti, essenziale per il corretto funzionamento del PCB.

4. Altre applicazioni industriali

Tempra dei metalli

• I composti di cianuro possono essere utilizzati nel trattamento termico dei metalli, in particolare in un processo chiamato cianurazione. Nella cianurazione, i pezzi in acciaio vengono riscaldati in un bagno contenente un sale di cianuro. Questo processo introduce carbonio e azoto nella superficie dell'acciaio, indurendolo. Quando il cianuro si decompone ad alte temperature, gli atomi di carbonio e azoto si diffondono nella superficie dell'acciaio, formando composti duri come nitruri di ferro e carburi. Questi composti migliorano la resistenza all'usura e alla fatica del metallo, rendendolo più durevole per diverse applicazioni.

Sintesi organica

• Il cianuro viene utilizzato per introdurre un gruppo ciano (-CN) nelle molecole organiche, formando composti organici cianuri (nitrili). Questi nitrili possono essere ulteriormente trasformati in altri gruppi funzionali. Ad esempio, l'idrolisi di un nitrile in presenza di un acido o di una base può produrre un acido carbossilico. La riduzione di un nitrile può portare alla formazione di un'ammina. Questo rende il cianuro un prezioso elemento costitutivo nella sintesi di un'ampia varietà di composti organici, compresi quelli utilizzati nella produzione di profumi, aromi e altri prodotti chimici speciali.

Produzione di altri prodotti chimici

• Il cianuro viene utilizzato nella produzione di sostanze chimiche come il cloruro cianurico. Il cloruro cianurico è un importante intermedio nella produzione di erbicidi, pesticidi e coloranti. Viene prodotto dalla trimerizzazione del cloruro di cianogeno, spesso sintetizzato a partire da fonti di cianuro. Attraverso questa trasformazione chimica, il cianuro contribuisce alla creazione di composti essenziali per vari settori industriali, dall'agricoltura alla tintura tessile.

In conclusione, nonostante la sua natura altamente tossica, la particolare reattività chimica del cianuro lo rende un composto essenziale in molteplici processi industriali. Tuttavia, a causa della sua estrema tossicità, sono in vigore rigorose misure di sicurezza e normative ambientali per garantirne la corretta manipolazione, l'uso e lo smaltimento in ambito industriale.