Kāda ir nātrija cianīda šķīdība?

Šķīdības definīcija

Šķīdība attiecas uz maksimālo izšķīdušās vielas daudzumu, kas var izšķīst noteiktā šķīdinātāja daudzumā noteiktā temperatūrā un spiedienā, veidojot homogēnu šķīdumu. To parasti izsaka izšķīdušās vielas gramos uz 100 mililitriem (g/100 ml) šķīdinātāja vai molos uz litru (mol/L).

Nātrija cianīda šķīdība ūdenī

Nātrijs cianīdu (NaCN) ļoti labi šķīst ūdenī. Istabas temperatūrā (aptuveni 25 °C) aptuveni 48 grami Nātrija cianīds var izšķīst 100 mililitros ūdens. Temperatūrai paaugstinoties, tā Šķīdība ūdenī arī palielinās. Piemēram, 34.7 °C temperatūrā šķīdība Nātrija cianīds ūdenī ir aptuveni 82 g/100 ml.

Augsta šķīdība nātrija cianīds ūdenī var attiecināt uz vairākiem faktoriem. Nātrija cianīds ir jonu savienojums, kas sastāv no nātrija katjoniem (Na⁺) un cianīda anjoniem (CN⁻). Ūdens ir polāra molekula ar daļēju pozitīvu lādiņu ūdeņraža atomiem un daļēju negatīvu lādiņu skābekļa atomam. Kad nātrija cianīdu pievieno ūdenim, polārās ūdens molekulas mijiedarbojas ar nātrija cianīda joniem. Ūdens molekulu pozitīvie gali tiek piesaistīti cianīda anjoniem, bet negatīvie gali tiek piesaistīti nātrija katjoniem. Šī spēcīgā jonu un dipola mijiedarbība starp nātrija cianīda joniem un ūdens molekulām ļauj nātrija cianīdam viegli izšķīst ūdenī.

Turklāt nātrija cianīda šķīšanas process ūdenī ir eksotermisks process. Saskaņā ar Le Šateljē principu, eksotermiskā šķīšanas procesā temperatūras paaugstināšana nobīdīs šķīšanas reakcijas līdzsvaru cietās (neizšķīdušās) izšķīdušās vielas virzienā. Tomēr nātrija cianīda gadījumā temperatūras paaugstināšana joprojām palielina šķīdību. Tas ir tāpēc, ka temperatūras paaugstināšanās palielina arī ūdens molekulu un jonu kinētisko enerģiju, kas veicina nātrija cianīda disociāciju jonos un to dispersiju ūdenī, zināmā mērā ignorējot šķīdināšanas reakcijas eksotermiskā rakstura ietekmi uz šķīdību.

Šķīdība citos šķīdinātājos

Papildus ūdenim nātrija cianīdam ir atšķirīgas šķīdības īpašības citos šķīdinātājos:

• EtanolsNātrija cianīds vāji šķīst etanolā. Šķīdība etanolā ir daudz zemāka nekā ūdenī. Tas ir tāpēc, ka etanols ir mazāk polārs šķīdinātājs nekā ūdens. Etanola molekulas nepolārā daļa (etilgrupa) samazina šķīdinātāja kopējo polaritāti. Tā rezultātā jonu un dipola mijiedarbība starp nātrija cianīda joniem un etanola molekulām nav tik spēcīga kā ar ūdens molekulām, kā rezultātā samazinās šķīdība.

• Citi organiskie šķīdinātājiNātrija cianīdam ir ļoti zema šķīdība nepolāros organiskos šķīdinātājos, piemēram, benzolā, ēterī utt. Nepolāriem šķīdinātājiem trūkst spējas efektīvi mijiedarboties ar nātrija cianīda jonu savienojumiem. Tā kā nepolārajām molekulām nav būtiskas lādiņu atdalīšanas, tās nevar piesaistīt nātrija un cianīda jonus, lai pārrautu jonu saites nātrija cianīdā un izkliedētu jonus šķīdinātājā.

Šķīdības nozīme

Rūpnieciskie pielietojumi

Iekš Zelta ieguve Rūpniecībā nātrija cianīda augstā šķīdība ūdenī ir izšķiroša. Zelts veido šķīstošu kompleksu ar nātrija cianīdu ūdens šķīdumā. Šo šķīstošo zelta un cianīda kompleksu pēc tam var tālāk apstrādāt, lai iegūtu tīru zeltu. Nātrija cianīda šķīdība ūdenī ļauj efektīvi izskalot zeltu no tā rūdām.

Ķīmiskās reakcijas

Ķīmiskajā sintēzē nātrija cianīda šķīdība atbilstošos šķīdinātājos ietekmē reakcijas ātrumu un ražu. Piemēram, dažās nukleofilās aizvietošanas reakcijās, kurās nātrija cianīds tiek izmantots kā nukleofils, tā šķīdība reakcijas vidē (parasti polārā šķīdinātājā, piemēram, ūdenī vai spirta un ūdens maisījumā) nosaka, cik ātri cianīda jons var reaģēt ar substrātu. Ja šķīdība ir pārāk zema, reaktīvā cianīda jona koncentrācija šķīdumā būs zema, kas var palēnināt reakciju vai pat traucēt tās efektīvu norisi.

Drošības un vides apsvērumi

Nātrija cianīda šķīdības izpratne ir svarīga arī drošības un vides aizsardzības nolūkos. Tā augstās toksicitātes dēļ, ja nātrija cianīds nejauši izlīst, tā šķīdība ūdenī nozīmē, ka tas var ātri izšķīst un piesārņot ūdens avotus. Šķīstošais nātrija cianīds skābju klātbūtnē vai noteiktos vides apstākļos var atbrīvot toksisku ciānūdeņraža gāzi. Zināšanas par tā šķīdību palīdz izstrādāt atbilstošas ​​ierobežošanas un sanācijas stratēģijas noplūžu gadījumā.

Noslēgumā jāsaka, ka nātrija cianīdam ir augsta šķīdība ūdenī, kas mainās atkarībā no temperatūras, un daudz zemāka šķīdība citos šķīdinātājos, piemēram, etanolā, un ļoti zema šķīdība nepolāros šķīdinātājos. Šai šķīdības īpašībai ir būtiska loma tā Rūpnieciskie pielietojumi, ķīmiskās reakcijas un ar drošību saistītie aspekti.