Hva er de industrielle bruksområdene for cyanid?

Cyanid, en kjemisk forbindelse som inneholder cyanogruppen med et karbonatom trippelbundet til et nitrogenatom, er velkjent for sin høye giftighet. Imidlertid spiller den også flere viktige roller i ulike industrier på grunn av sine unike kjemiske egenskaper.

1. Gruveindustri

En av de viktigste anvendelsene av Cyanide er i den Gruveindustri, spesielt i utvinning av edle metaller som gull og sølv. Prosessen kalles cyanidering eller cyanid prosess.

Gull

og sølvutvinning

• MalmbehandlingCyanidløsninger brukes til å løse opp gull og sølv fra malmen som utvinnes. Gull har i sin naturlige form et relativt høyt oksidasjonspotensial. Men når det er i nærvær av cyanidioner (\(CN^-\)), danner gullet et løselig kompleksion. Denne kjemiske interaksjonen gjør at gullet kan løses opp i cyanidløsningen og separeres fra de andre komponentene i malmen.

• På samme måte reagerer sølv med cyanid på en sammenlignbar måte for å danne et løselig kompleks, slik at det kan ekstraheres fra malmmatrisen.

• Etter at edelmetallene er oppløst i cyanidløsningen, kan de utvinnes gjennom elektrokjemiske metoder som elektrolytisk utvinning. Ved elektrolytisk utvinning føres en elektrisk strøm gjennom løsningen, noe som fører til at metallionene avsettes på en katode. En annen metode er utfelling, for eksempel ved å tilsette et mer reaktivt metall som sink. Sinken fortrenger gullet eller sølvet fra det komplekse ionet i løsningen, noe som muliggjør utvinning av edelmetallene.

2. Kjemisk produksjon

Cyanidforbindelser er viktige mellomprodukter i produksjonen av et bredt spekter av kjemikalier.

Plast

• Cyanidderivater brukes i produksjonen av syntetisk gummi og plast. For eksempel er akrylnitril, som inneholder en cyanogruppe, en nøkkelmonomer i produksjonen av polyakrylnitril (PAN). PAN brukes til å lage akrylfibre, som brukes i tekstilindustrien for å lage klær, tepper og møbeltrekk. Gjennom en polymerisasjonsprosess bindes akrylnitrilmolekyler sammen for å danne lange kjeder av polyakrylnitril.

Fargestoffer

• Enkelte tekstilfargestoffer syntetiseres ved hjelp av cyanidbaserte kjemikalier. Cyanidholdige forbindelser kan brukes til å introdusere funksjonelle grupper i fargestoffmolekyler, noe som kan påvirke fargen, løseligheten og holdbarhetsegenskapene deres. For eksempel kan noen reaktive fargestoffer som kan danne kovalente bindinger med tekstilfibre under farging, inneholde cyanidavledede funksjonelle grupper, noe som bidrar til fargestoffets evne til å feste seg til og farge stoffet effektivt.

Farmasi

• Cyanid spiller en rolle i produksjonen av legemidler og aktive farmasøytiske ingredienser (API-er). Selv om bruken av cyanid i legemidler er strengt regulert på grunn av dets toksisitet, kan det være involvert i kjemiske reaksjoner under syntesen av komplekse organiske molekyler. For eksempel, i noen flertrinns synteseruter for legemidler, kan cyanid brukes til å introdusere en cyanogruppe i molekylet. Denne cyanogruppen kan deretter modifiseres ytterligere gjennom prosesser som hydrolyse for å danne karboksylsyrer, eller reduksjon for å danne aminer, som er viktige funksjonelle grupper i mange legemidler.

3. Galvanisering og metallbehandling

Cyanidløsninger er mye brukt i galvaniseringsprosesser.

Smykkeproduksjon

• I produksjonen av smykker av høy kvalitet brukes cyanidbaserte elektropletteringsløsninger til å avsette metaller som gull, sølv og kobber på overflater. Cyanid fungerer som et kompleksdannende middel, som bidrar til å oppnå et glatt, ensartet og heftende metallbelegg. For eksempel, i gullelektroplettering, gir gull-cyanid-komplekset i løsningen bedre kontroll over avsetningshastigheten og kvaliteten på gulllaget på smykkesubstratet. Under elektroplettering dissosierer gull-cyanid-komplekset ved katoden, og gullionene reduseres for å danne et tynt, jevnt lag med gull på overflaten av smykkene.

Elektronikk

• I elektronikkindustrien brukes cyanidbasert elektroplettering til å belegge komponenter. Dette forbedrer konduktiviteten og korrosjonsmotstanden til elektroniske deler. For eksempel brukes kobbercyanid-elektroplettering til å avsette et tynt lag med kobber på kretskort (PCB). Kobberlaget gir god elektrisk ledningsevne, og bruken av cyanid i elektropletteringsbadet bidrar til å oppnå et jevnt og defektfritt kobberbelegg, noe som er avgjørende for at kretskortet skal fungere ordentlig.

4. Andre industrielle bruksområder

Metallslukking

• Cyanidforbindelser kan brukes i varmebehandling av metaller, nærmere bestemt i en prosess som kalles cyanidbehandling. Ved cyanidbehandling varmes ståldeler opp i et bad som inneholder et cyanidsalt. Denne prosessen introduserer karbon og nitrogen i ståloverflaten, noe som herder det. Når cyanidet dekomponerer ved høye temperaturer, diffunderer karbon- og nitrogenatomene inn i ståloverflaten og danner harde forbindelser som jernnitrider og karbider. Disse forbindelsene forbedrer metallets slitasje- og utmattingsmotstand, noe som gjør det mer holdbart for ulike bruksområder.

Organisk syntese

• Cyanid brukes til å introdusere en cyanogruppe (\(-CN\)) i organiske molekyler, og danne organiske cyanider (nitriler). Disse nitrilene kan videre omdannes til andre funksjonelle grupper. For eksempel kan hydrolyse av en nitril i nærvær av en syre eller en base gi en karboksylsyre. Reduksjon av en nitril kan føre til dannelse av et amin. Dette gjør cyanid til en verdifull byggestein i syntesen av et bredt utvalg av organiske forbindelser, inkludert de som brukes i produksjonen av parfymer, smaker og andre spesialkjemikalier.

Produksjon av andre kjemikalier

• Cyanid brukes i produksjonen av kjemikalier som cyanurklorid. Cyanurklorid er et viktig mellomprodukt i produksjonen av herbicider, plantevernmidler og fargestoffer. Det produseres ved trimerisering av cyanogenklorid, som ofte syntetiseres fra cyanidkilder. Gjennom denne kjemiske omdannelsen bidrar cyanid til dannelsen av forbindelser som er essensielle for ulike industrier, fra landbruk til tekstilfarging.

Avslutningsvis, til tross for sin svært giftige natur, gjør cyanids unike kjemiske reaktivitet det til en essensiell forbindelse i en rekke industrielle prosesser. På grunn av sin ekstreme giftighet er det imidlertid strenge sikkerhetstiltak og miljøforskrifter på plass for å sikre riktig håndtering, bruk og avhending i industrielle omgivelser.