Цианит натри: Аж үйлдвэрийн синтезээс нарийн химийн бодис хүртэл зайлшгүй шаардлагатай материал

Оршил

NaCN химийн томъёотой натрийн цианид нь цагаан талст нунтаг юм. Энэ нь усанд маш сайн уусдаг бөгөөд бүйлсний гашуун үнэртэй байдаг. Химийн чухал үндсэн түүхий эд болох натрийн цианид нь янз бүрийн үйлдвэрлэлийн салбарт, ялангуяа үйлдвэрлэлийн синтез болон нарийн химийн бодисуудад орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэдэг.

Физик ба химийн шинж чанар

Натрийн цианид нь куб болор систем юм. Энэ нь усанд маш сайн уусдаг бөгөөд амархан гидролиз болж устөрөгчийн цианид үүсгэдэг бөгөөд усан уусмал нь хүчтэй шүлтлэг шинж чанартай байдаг. Түүний хайлах цэг нь 563.7 ° C, буцлах температур нь 1496 ° C байна. Энэ нь 1.595 г/см³ нягттай. Натрийн цианид нь маш хортой бөгөөд арьсны шарх, амьсгалах, залгих замаар бага хэмжээний хүрэлцэх нь үхэлд хүргэдэг. Энэхүү өндөр хоруу чанар нь голчлон түүний доторх цианидын ион (CN⁻) нь цусны эсүүд дэх төмрийн ионуудтай нэгдэж цусны эсүүд хүчилтөрөгч зөөвөрлөх үйл ажиллагаагаа алдаж, улмаар хүчилтөрөгчийн дутагдлаас болж организм хурдан үхэхэд хүргэдэг.

Аж үйлдвэрийн синтезийн аргууд

1. Андруссовын процесс : Энэ арга нь түүхий эд болгон байгалийн хий, аммиак, агаарыг ашигладаг бөгөөд катализатор болгон цагаан алт-родийн хайлшийг ашигладаг. Урвал нь өндөр температурт явагддаг. Байгалийн хий (голчлон метан) нь катализаторын дэргэд аммиак болон хүчилтөрөгчтэй урвалд орж устөрөгчийн цианид үүсгэдэг бөгөөд дараа нь устөрөгчийн цианид нь натрийн гидроксидын уусмалтай урвалд орж натрийн цианид үүсгэдэг . Нийт урвалыг энгийнээр дараах байдлаар илэрхийлж болно: CH₄ + NH₃ + 1.5O₂ → HCN + 3H₂O, HCN + NaOH → NaCN + H₂O. Энэ арга нь харьцангуй өндөр үйлдвэрлэлийн үр ашигтай бөгөөд томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч өндөр урвалын нөхцөл, түүхий эдийн харьцаа болон урвалын параметрүүдийг хатуу хянах шаардлагатай.

2. Хөнгөн тосны пиролизийн арга : Шингэн аммиакийг ууршуулж, дараа нь холигчоор хөнгөн тостой хольж, урьдчилан халаана. Урьдчилан халаасан холимог хий нь хагарах зууханд орж, өндөр температурт (ойролцоогоор 1450 °C) хагарах урвал явагдана. Газрын тосны коксыг тээвэрлэгч болгон, азотыг исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэх хамгаалалтын хий болгон ашигладаг. Хагарах хий нь устөрөгчийн цианид агуулдаг. Аммиакийг зайлуулах, ус шингээх, шулуутгах, конденсацлах зэрэг процессуудын дараа устөрөгчийн цианид гаргаж аваад дараа нь натрийн гидроксидын уусмалтай урвалд орж шингэн натрийн цианид үүсгэдэг . Шингэн натрийн цианидыг цаашид баяжуулж, талсжуулж хатуу натрийн цианид гаргаж авах боломжтой. Энэ процесс нь боловсронгуй технологитой боловч устөрөгчийн цианидыг хүхэргүйжүүлэх, хольцыг зайлуулахад хэцүү, бүтээгдэхүүний эрчим хүчний өндөр хэрэглээ, "гурван хаягдал" боловсруулахад маш их бэрхшээлтэй, харьцангуй өндөр үйлдвэрлэлийн зардал зэрэг асуудлуудтай байдаг.

3. Акрилонитрилийн дайвар бүтээгдэхүүн Арга : Пропиленийг исэлдүүлэх замаар акрилонитрил үйлдвэрлэх явцад устөрөгчийн цианидын хий нь дайвар бүтээгдэхүүн болж үүсдэг (энэ хэмжээ нь акрилонитрилийн үйлдвэрлэлийн 4% - 10% -тай тэнцүү). Реактороос гарсан хий нь илүүдэл аммиак агуулдаг. Аммиакийг шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилтэй хамт зайлуулсны дараа урвалын хий нь ус шингээх хөргөлтийн цамхагт орж, акрилонитрил, устөрөгчийн цианид, ацетонитрил, акролеин гэх мэтийг шингээдэг. Шингээх шингэн нь өндөр цэвэршилттэй акрилонитрилийн бүтээгдэхүүн болон дайвар бүтээгдэхүүн болох устөрөгчийн цианид авахын тулд нягтруулах, шулуутгах зэрэг цаашид ялгах, цэвэршүүлэх процессыг явуулдаг. Дараа нь дайвар бүтээгдэхүүн болох устөрөгчийн цианидыг шүлтийн уусмалаар шингээж, натрийн цианид үүсгэдэг. Энэ аргаар гаргаж авсан бүтээгдэхүүн нь бага хольцтой, бага хүхрийн агууламжтай байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь акрилонитрилийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадлаар хязгаарлагддаг. Одоогийн байдлаар Хятадад акрилонитрилийн үйлдвэрлэл ханалтын түвшинд хүрсэн бөгөөд түүний гарцыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхэд хэцүү байна.

Нарийн химийн бодисын хэрэглээ

1. Эмийн үйлдвэр : Натрийн цианид нь эмийн завсрын бүтээгдэхүүний нийлэгжилтэд өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, пенициллин, ибупрофен, витамин В6, фолийн хүчил, гуанин, ацикловир, барбитурат, норфлоксацин, кофеин, берберин зэрэг зарим түгээмэл эмийн нийлэгжилтэд натрийн цианид нь зайлшгүй шаардлагатай түүхий эд юм. Энэ нь нийлэгжилтийн зам дахь гол урвалуудад оролцож, эмийн молекулын бүтцийг бүрдүүлэхэд тусалдаг бөгөөд эмийн нийлэгжилтийн бүх үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

2. Пестицидийн үйлдвэрлэл : Энэ нь пестицид үйлдвэрлэхэд чухал түүхий эд юм. Глифосат, паракват, цианазин, фентоат, изопротиолан зэрэг түгээмэл хэрэглэгддэг пестицидүүд нь үйлдвэрлэлийн процесст натрийн цианид ашиглахыг шаарддаг. Натрийн цианид нь пестицидийн идэвхтэй найрлагын нийлэгжилтэд оролцдог бөгөөд пестицидийг тодорхой химийн бүтэц, пестицидийн шинж чанартай болгодог бөгөөд энэ нь хөдөө аж ахуйн үйлдвэрлэлийг хангах, хөдөө аж ахуйн хортон шавьжнаас урьдчилан сэргийлэх, хянахад чухал ач холбогдолтой юм.

3. Будагч бодис ба пигментийн үйлдвэрлэл : Будагч бодисын үйлдвэрлэлд натрийн цианидыг цианур хлорид зэрэг чухал завсрын бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цианур хлорид нь урвалд ордог будагч бодисын чухал завсрын бүтээгдэхүүн бөгөөд оптик гэрэлтүүлэгч үйлдвэрлэх түүхий эд юм. Энэ нь будагч бодисын нийлэгжилтэд оролцож, будагч бодисуудад маш сайн өнгөний шинж чанар, өнгөний тогтвортой байдлыг хангаж, будагч бодисын үйлдвэрлэлийн хөгжлийг дэмждэг.

4. Тусгай органик нэгдлүүдийн нийлэгжилт : Натрийн цианид нь цианобензил болон түүний уламжлалын цуврал бүтээгдэхүүн, иминодиацетонитрил, иминодиацетик хүчил (эфир), хелатжуулагч бодисын цуврал бүтээгдэхүүн (EDTA, DTPA, NTA) болон тэдгээрийн металл давсны бүтээгдэхүүн, глицин, гидроксиацетонитрил (хүчил) гэх мэт төрөл бүрийн тусгай органик нэгдлүүдийг нийлэгжүүлэхэд ашиглагдаж болно. Эдгээр органик нэгдлүүд нь химийн шинжилгээ, ус цэвэршүүлэх, органик нийлэгжилт зэрэг салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, хелатжуулагч бодисыг металл ионуудыг холбоход ашиглаж, ус зөөлрүүлэх, металл ионыг ялгах үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Аюулгүй байдал ба байгаль орчны талаар анхаарах зүйлс

Өндөр хоруу чанартай тул цианит натрийг үйлдвэрлэх, тээвэрлэх, хадгалах, ашиглахдаа аюулгүй байдлын хатуу арга хэмжээ авах ёстой. Үйлдвэрлэлийн явцад операторууд цианит натритай харьцахаас сэргийлэхийн тулд хийн хатуу костюм, амьсгалын аппарат, хамгаалалтын бээлий зэрэг зохих хувийн хамгаалалтын хэрэгслийг өмсөх шаардлагатай. Үйлдвэрлэлийн байгууламжууд нь ажлын байрны агаарыг аюулгүй байдлын стандартад нийцүүлэхийн тулд дэвшилтэт агааржуулалт, яндангийн системээр тоноглогдсон байх ёстой. Тээвэрлэлтийн явцад цианит натрийг зохих журмын дагуу савлаж, ихэвчлэн битүүмжилсэн ган бөмбөрцөгт хийж, химийн аюултай бодис тээвэрлэх тусгай зориулалтын тээврийн хэрэгслээр тээвэрлэнэ. Хүн ам шигүү суурьшсан газар, усны эх үүсвэрээс зайлсхийхийн тулд тээврийн замыг сайтар төлөвлөх хэрэгтэй. Хадгалахдаа дулааны эх үүсвэр, гал асаах эх үүсвэр, хүчил, исэлдүүлэгч зэрэг үл нийцэх бодисоос хол, агааржуулалт сайтай зориулалтын агуулахад хадгална. Агуулах нь алдагдахаас хамгаалсан, хулгайгаас хамгаалах хэрэгсэлтэй байх ёстой бөгөөд "давхар цоож" удирдлагын системийг хэрэгжүүлнэ.

Байгаль орчныг хамгаалах тал дээр цианит натрийн үйлдвэрлэлд үүссэн “гурван хог хаягдал”-ыг зохих ёсоор цэвэрлэх ёстой. Цианид агуулсан бохир усыг гадагшлуулахын өмнө химийн исэлдүүлэх эсвэл цианидын ионыг хоргүй бодис болгон задлах бусад тохиромжтой аргаар цэвэрлэнэ. Устөрөгчийн цианид агуулсан хаягдал хий нь агаар мандалд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахын тулд шингээх эсвэл шатаах аргаар цэвэршүүлэх ёстой. Цианид агуулсан хатуу хог хаягдлыг хөрс, гүний усыг бохирдуулахгүйн тулд аюулгүй булшлах буюу тусгай аюултай хог хаягдлыг цэвэрлэх байгууламжид цэвэрлэх шаардлагатай.

Дүгнэлт

Цианит натри нь өндөр хоруу чанартай хэдий ч орчин үеийн үйлдвэрлэлд зайлшгүй шаардлагатай материал юм. Аж үйлдвэрийн синтезээс эхлээд нарийн химийн бодис хүртэл янз бүрийн салбарт чухал хувь нэмэр оруулсан. Технологи тасралтгүй хөгжихийн хэрээр нэг талаас цианит натрийн илүү үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй үйлдвэрлэлийн аргуудыг судалж байна; нөгөө талаас өргөдөл гаргах явцад цианит натрийн ашиглалтын түвшинг дээшлүүлэх, хүний ​​эрүүл мэнд, байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг бууруулах чиглэлээр ажиллаж байна. Цаашид цианит натри нь аюулгүй байдал, байгаль орчныг хамгаалах, үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг тэнцвэржүүлэхийн зэрэгцээ аж үйлдвэрийн эдийн засгийг хөгжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байх болно.