Натрий цианиді: химиялық қасиеттері және реакция механизмдері

кіріспе

Натрий цианид (NaCN) химиялық қосылыс болып табылады, оның өнеркәсіптік қолданылуы да, жоғары улы табиғатына байланысты маңызды қауіпсіздік салдары да бар. Оны түсіну Химиялық қасиеттері және реакция механизмдері қауіпсіз өңдеу, өнеркәсіптік пайдалану және қоршаған ортаны қорғау үшін өте маңызды. Бұл мақала химиялық сипаттамалары мен реакция жолдарына толық шолу жасауға бағытталған Натрий цианиді.

Натрий цианидінің химиялық қасиеттері

Физикалық көрініс

Натрий цианиді - бөлме температурасында ақ, кристалды қатты зат. Оның текше кристалдық құрылымы бар және көбінесе ұсақ, иіссіз (құрғақ кезде) түйіршіктер немесе ұнтақ түрінде көрінеді. Дегенмен, ылғалмен немесе қышқылдармен байланыста болған кезде, ол айқын, ащы бадам иісі бар цианид сутегі газын шығаруы мүмкін. Айта кету керек, бұл иісті әркім анықтай алмайды, өйткені оны иіскеу қабілеті генетикалық түрде анықталады.

Еріткіш

NaCN суда жақсы ериді. Ол суда еріген кезде келесі теңдеу бойынша натрий иондарына (Na⁺) және цианид иондарына (CN⁻) диссоциацияланады:

NaCN(лар) H2O, Na+(ақ) Na+ (ақ) + CN-(ақ)

Судағы бұл жоғары ерігіштік оны қоршаған ортаға қауіп төндіреді, өйткені ол су көздерін оңай ластауы мүмкін. Ол сондай-ақ метанол және этанол сияқты кейбір полярлы органикалық еріткіштерде ериді.

тұрақтылық

Натрий цианиді қалыпты жағдайда салыстырмалы түрде тұрақты. Дегенмен, ол жылуға, ылғалға және қышқылдарға сезімтал. Қыздырған кезде ол ыдырап, өте улы сутегі цианиді газын бөліп шығаруы мүмкін. Қышқылдар болған кезде, тіпті әлсіз қышқылдар сияқты көміртегікөмірқышқыл газы суда ерігенде түзілетін қышқыл (суға ерігенде), келесі реакция жүреді:NaCN + H2O + CO2 → NaHCO3 + HCN↑

Бұл реакция сақтаудың маңыздылығын көрсетеді Натрий цианиді қышқыл заттардан алыс, құрғақ, салқын жерде.

Натрий цианидінің реакция механизмдері

Металдармен әрекеттесу

Натрий цианиді – металдармен комплекс түзу қабілетімен танымал. Тау-кен өнеркәсібінде олардың кендерінен алтын мен күмісті алу кең тараған қолданбалардың бірі болып табылады. Оттегі мен судың қатысуымен, натрий цианиді кендегі алтынмен (Au) әрекеттесіп, еритін алтын – цианидті комплекс түзеді. Жалпы реакцияны келесідей көрсетуге болады:

4Au+8NaCN+O2+2H2O→4Na[Au(CN)2]+ 4NaOH

Бұл реакцияда цианид иондары алтын атомдарымен координацияланып, кендегі ерімейтін алтынды қалған тау жыныстарынан және басқа қоспалардан оңай бөлінетін еритін кешенге айналдырады. Реакция механизмі алтынның оттегімен тотығуынан тұрады, содан кейін тотыққан алтынның цианид иондарымен комплексті түзілуі.

Нуклеофильді орын басу реакциялары

Цианид иондары (CN⁻) күшті нуклеофильдер болып табылады. Органикалық химияда олар нуклеофильді орын басу реакцияларына қатыса алады. Мысалы, алкилгалогенді (R - X, мұнда R - алкил тобы және X - галоген) натрий цианидімен диметил сульфоксиді (DMSO) сияқты апротикалық еріткіште әрекеттескенде, келесі реакция жүреді:RX + NaCNR-CN + NaX

Цианид ионы галогенмен байланысқан көміртегі атомына шабуыл жасап, алмастыру реакциясында галоген атомын ығыстырады. Бұл реакция карбон қышқылдары, аминдер және гетероциклді қосылыстар сияқты әртүрлі органикалық қосылыстарды өндіруде маңызды аралық өнімдер болып табылатын нитрилдердің синтезінде кеңінен қолданылады.

Сумен әрекеттесу (гидролиз)

Жоғарыда айтылғандай, натрий цианиді гидролиз реакциясында сумен әрекеттесе алады. Су болған жағдайда цианид ионы сутегі цианиді мен гидроксид иондарын түзу үшін судан протонды қабылдай алады:CN-(ақ) + H2O(l) HCN (ақ) + OH-(ақ)

Бұл гидролиз реакциясы қайтымды және тепе-теңдік жағдайы рН және температура сияқты факторларға байланысты. Қышқыл ерітінділерде тепе-теңдік цианид сутегі газының түзілуіне қарай ығысады, ал негіздік ерітінділерде цианид ионы негізінен аниондық күйінде қалады.