Riset babagan Reaksi antara Silver Sulfide lan Sodium Cyanide

1. Pambuka

Reaksi antarane Perak sulfida (\(Ag_2S \)) lan Sodium sianida (\(NaCN \)) nduweni implikasi sing signifikan ing macem-macem lapangan, utamane ing ekstraksi perak saka bijih. Pangertosan reaksi iki penting kanggo ngoptimalake proses industri lan kanggo pemahaman sing luwih jero babagan keseimbangan kimia lan kinetika ing sistem kompleks.

2. Prinsip Reaksi

2.1 Persamaan Kimia

Reaksi antarane sulfida perak lan Sodium Sianida bisa diwakili

b persamaan kimia ing ngisor iki ing ngarsane hawa:\(2Ag_2S + 8NaCN + O_2 + 2H_2O = 4Na[Ag(CN)_2] + 4NaOH + 2S\)

Ing reaksi iki, perak sulfida bereaksi karo natrium sianida. Salaka ing salaka sulfida mbentuk ion kompleks, salaka sianida ion kompleks \([Ag(CN)_2]^{-} \), dene belerang ing salaka sulfida dioksidasi dadi unsur sulfur. Oksigen ing udara melu reaksi, tumindak minangka agen oksidasi.

2.2 Pembentukan Ion Kompleks

Perak nduweni kecenderungan kuat kanggo mbentuk ion kompleks kanthi ion sianida. Pembentukan \([Ag(CN)_2]^{-} \) didorong dening stabilitas dhuwur saka ion kompleks iki. Konstanta keseimbangn kanggo pambentukan \([Ag(CN)_2]^{-} \) relatif gedhe, tegese reaksi ion perak karo ion sianida kanggo mbentuk komplek iki apik banget. Ion kompleks \([Ag(CN)_2]^{-}\) luwih larut ing banyu dibandhingake karo sulfida perak, sing ora larut. Bedane kelarutan iki minangka faktor kunci ing proses reaksi sakabèhé.

2.3 Oksidasi Sulfur

Sulfur ing salaka sulfida ana ing negara oksidasi -2. Sajrone reaksi karo natrium sianida ing ngarsane hawa, belerang dioksidasi. Oksigen saka udara nyedhiyakake daya oksidasi. Oksidasi belerang saka -2 nganti 0 (elemen belerang) minangka bagean penting saka mekanisme reaksi. Jalur reaksi kanggo oksidasi belerang nyakup serangkaian langkah transfer elektron, sing ana hubungane karo tingkat reaksi sakabèhé lan pambentukan produk.

3. Kahanan Reaksi

3.1 Pertimbangan Termodinamika

Sacara termodinamika, reaksi langsung perak sulfida karo natrium sianida tanpa ana oksidator kayata hawa nduweni owah-owahan energi bebas Gibbs sing positif (\(\Delta G>0\)). Iki nuduhake yen reaksi ora spontan ing kahanan standar. Konstanta kesetimbangan (\(K\)) kanggo reaksi \(Ag_2S + 4NaCN\rightleftharpoons 2Na[Ag(CN)_2]+Na_2S\) relatif cilik. Nanging, nalika oksigen diwenehake, reaksi sakabèhé dadi spontan. Oksidasi belerang dening oksigen nyedhiyakake daya pendorong kanggo ngatasi non-spontanitas reaksi awal antarane sulfida perak lan natrium sianida.

3.2 Syarat Konsentrasi

Supaya reaksi bisa ditindakake kanthi efektif, konsentrasi sodium sianida sing cukup dibutuhake. Wiwit perak sulfida ora larut ing banyu, konsentrasi ion sianida sing dhuwur dibutuhake kanggo kompleks karo ion perak sing dibebasake alon-alon saka perak sulfida. Petungan wis nuduhake yen kanggo \(0.1mol\) saka \(Ag_2S\) larut ing \(1L\) saka \(NaCN\) solusi, konsentrasi minimal \(NaCN\) dibutuhake kira-kira \(12.97mol/L\). Kebutuhan konsentrasi dhuwur iki amarga kelarutan perak sulfida sing kurang lan perlu kanggo mindhah keseimbangan reaksi pembentukan kompleks menyang pembentukan ion kompleks perak - sianida.

3.3 Suhu lan Tekanan

Sanajan reaksi antara perak sulfida lan natrium sianida bisa kedadeyan ing suhu kamar, kenaikan suhu umume bisa nyepetake tingkat reaksi. Suhu sing luwih dhuwur nambah energi kinetik molekul reaktan, sing nyebabake tabrakan sing luwih kerep lan energik. Nanging, suhu sing dhuwur banget uga bisa nyebabake reaksi samping, kayata dekomposisi senyawa sianida. Tekanan ora duwe pengaruh langsung sing signifikan marang reaksi kasebut ing kahanan normal, amarga iki minangka reaksi ing larutan banyu lan dudu reaksi fase gas sing owah-owahan tekanan bakal duwe efek sing luwih jelas.

4. Kinetika Reaksi

4.1 Penentuan Laju Reaksi

Laju reaksi perak sulfida karo natrium sianida bisa ditemtokake kanthi cara eksperimen. Kanthi ngukur owah-owahan ing konsentrasi reaktan (kayata sulfida perak utawa natrium sianida) utawa produk (kayata ion kompleks perak - sianida utawa belerang) saka wektu, tingkat reaksi bisa diitung. Contone, ing eksperimen reaktor batch, conto bisa dijupuk kanthi interval biasa, lan konsentrasi ion kompleks perak - sianida ing solusi kasebut bisa diukur kanthi nggunakake teknik analitik kayata spektrofotometri utawa elektroda selektif ion. Laju pambentukan ion kompleks salaka - sianida banjur digunakake kanggo ngetung tingkat reaksi sakabèhé.

4.2 Rate - Nemtokake Langkah

Mekanisme reaksi sianidasi perak sulfida kompleks lan kalebu pirang-pirang langkah. Langkah penentu tingkat kamungkinan minangka langkah paling alon ing urutan reaksi. Salah sawijining langkah kunci yaiku pembubaran sulfida perak, sing melu pelepasan ion perak lan ion belerang. Kompleksasi ion perak karo ion sianida relatif cepet dibandhingake karo pembubaran sulfida perak. Oksidasi belerang dening oksigen uga nduweni peran penting ing tingkat reaksi sakabèhé. Yen pasokan oksigen diwatesi, bisa dadi faktor penentu tingkat. Kajaba iku, panyebaran molekul reaktan (kayata ion sianida lan oksigen) menyang permukaan partikel sulfida perak uga bisa mengaruhi tingkat reaksi, utamane ing kasus ukuran partikel perak sulfida gedhe.

4.3 Pemodelan Matematika

Model matématika wis dikembangaké kanggo njlèntrèhaké kinetika reaksi sianidasi sulfida perak. Salah sawijining model sing umum digunakake yaiku model shrinking - inti. Model iki nganggep yen reaksi kasebut dumadi ing permukaan partikel sulfida perak sing padhet, lan nalika reaksi kasebut diterusake, inti saka sulfida perak sing ora bereaksi nyusut. Model kasebut njupuk faktor kayata difusi reaktan liwat lapisan produk (sulfur lan produk reaksi liyane sing bisa dibentuk ing permukaan partikel sulfida perak), tingkat reaksi kimia ing permukaan, lan keseimbangan kompleks ing fase solusi. Kanthi nggunakake model iki, prediksi bisa digawe babagan tingkat reaksi ing kahanan sing beda-beda, kayata konsentrasi natrium sianida lan oksigen sing beda-beda, ukuran partikel perak sulfida, lan suhu. Asil eksperimen umume ditemokake cocog karo prediksi model matematika kasebut.

5. Aplikasi

5.1 Ekstraksi Silver saka Ores

Reaksi antarane sulfida perak lan natrium sianida digunakake akeh ing industri pertambangan kanggo ekstraksi perak saka bijih sulfida. Ing proses sianidasi sing khas, bijih salaka sing dibuwang diolah nganggo larutan natrium sianida. Sulfida perak ing bijih bereaksi karo natrium sianida kanggo mbentuk kompleks perak - sianida sing larut. Sawise reaksi, solusi sing ngemot kompleks perak - sianida dipisahake saka residu padhet. Salaka banjur bisa mbalekake saka solusi liwat macem-macem cara, kayata reduksi karo agen reduktor cocok (contone, bledug seng). Proses iki efisien banget lan minangka salah sawijining cara sing paling umum digunakake kanggo skala gedhe Ekstraksi perak.

5.2 Pertimbangan Lingkungan

Nanging, panggunaan natrium sianida ing proses ekstraksi perak nyebabake keprihatinan lingkungan. Sianida minangka zat sing beracun banget, lan kebocoran utawa pembuangan sing ora bener saka solusi sing ngemot sianida bisa nyebabake dampak lingkungan sing abot. Mula, peraturan lingkungan sing ketat ditindakake kanggo njamin penanganan lan pembuangan sianida sing aman ing industri pertambangan. Akeh perusahaan pertambangan uga ngembangake cara alternatif kanggo nyuda panggunaan sianida utawa ngobati sampah sing ngemot sianida kanthi luwih efektif. Senadyan tantangan kasebut, reaksi antarane sulfida perak lan natrium sianida tetep dadi proses penting ing industri pertambangan perak amarga efisiensi dhuwur ing ekstraksi perak.

6. Kesimpulan

Reaksi antarane sulfida perak lan natrium sianida minangka proses kimia sing kompleks kanthi aplikasi sing signifikan ing ekstraksi perak. Pangertosan prinsip reaksi, kahanan, kinetika, lan aplikasi penting kanggo ngoptimalake proses industri lan kanggo ngatasi masalah lingkungan sing ana gandhengane karo panggunaan sianida. Panaliten luwih lanjut ing wilayah iki bisa fokus kanggo ngembangake kondisi reaksi sing luwih efisien, ningkatake selektivitas reaksi, lan nemokake cara alternatif kanggo ngganti utawa nyuda panggunaan sianida ing ekstraksi perak.