රිදී සල්ෆයිඩ් සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් අතර ප්‍රතික්‍රියාව පිළිබඳ පර්යේෂණ

1. හැදින්වීම

රිදී සල්ෆයිඩ් (\(Ag_2S \)) සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් (\(NaCN \)) අතර ප්‍රතික්‍රියාව විවිධ ක්ෂේත්‍රවල, විශේෂයෙන් එහි ලෝපස් වලින් රිදී නිස්සාරණය කිරීමේදී සැලකිය යුතු ඇඟවුම් ඇති කරයි. කාර්මික ක්‍රියාවලීන් ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා සහ සංකීර්ණ පද්ධතිවල රසායනික සමතුලිතතාවයන් සහ චාලක විද්‍යාව පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් සඳහා මෙම ප්‍රතික්‍රියාව අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ.

2. ප්‍රතික්‍රියා මූලධර්ම

2.1 රසායනික සමීකරණය

රිදී සල්ෆයිඩ් සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් අතර ප්‍රතික්‍රියාව නිරූපණය කළ හැක්කේ,

b වාතය ඉදිරියේ පහත රසායනික සමීකරණය:\(2Ag_2S + 8NaCN + O_2 + 2H_2O = 4Na[Ag(CN)_2] + 4NaOH + 2S\)

මෙම ප්‍රතික්‍රියාවේදී, රිදී සල්ෆයිඩ් සෝඩියම් සයනයිඩ් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරයි . රිදී සල්ෆයිඩ් වල ඇති රිදී සංකීර්ණ අයනයක්, රිදී සයනයිඩ් සංකීර්ණ අයනයක් \([Ag(CN)_2]^{-} \) සාදයි, රිදී සල්ෆයිඩ් වල ඇති සල්ෆර් මූලද්‍රව්‍ය සල්ෆර් බවට ඔක්සිකරණය වේ. වාතයේ ඇති ඔක්සිජන් ප්‍රතික්‍රියාවට සහභාගී වන අතර ඔක්සිකාරක කාරකයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.

2.2 සංකීර්ණ අයන සැකැස්ම

රිදී වලට සයනයිඩ් අයන සමඟ සංකීර්ණ අයන සෑදීමට ප්‍රබල ප්‍රවණතාවක් ඇත. \([Ag(CN)_2]^{-} \) සෑදීම මෙම සංකීර්ණ අයනයේ ඉහළ ස්ථායිතාව මගින් මෙහෙයවනු ලැබේ. \([Ag(CN)_2]^{-} \) සෑදීම සඳහා සමතුලිතතා නියතය සාපේක්ෂව විශාල වන අතර, එයින් අදහස් වන්නේ මෙම සංකීර්ණය සෑදීමට සයනයිඩ් අයන සමඟ රිදී අයන ප්‍රතික්‍රියාව ඉතා හිතකර බවයි. \([Ag(CN)_2]^{-}\) සංකීර්ණ අයනය රිදී සල්ෆයිඩ් හා සසඳන විට ජලයේ වඩාත් ද්‍රාව්‍ය වන අතර එය දිය නොවේ. මෙම ද්‍රාව්‍යතා වෙනස සමස්ත ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රියාවලියේ ප්‍රධාන සාධකයකි.

2.3 සල්ෆර් ඔක්සිකරණය

රිදී සල්ෆයිඩ් වල සල්ෆර් -2 ඔක්සිකරණ තත්වයේ පවතී. වාතය ඉදිරියේ සෝඩියම් සයනයිඩ් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමේදී, සල්ෆර් ඔක්සිකරණය වේ. වාතයෙන් ලැබෙන ඔක්සිජන් ඔක්සිකාරක බලය සපයයි. -2 සිට 0 දක්වා සල්ෆර් ඔක්සිකරණය කිරීම (මූලද්‍රව්‍ය සල්ෆර්) ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණයේ වැදගත් කොටසකි. සල්ෆර් ඔක්සිකරණය සඳහා වන ප්‍රතික්‍රියා මාර්ගයට ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරු පියවර මාලාවක් ඇතුළත් වන අතර ඒවා සමස්ත ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතයට සහ නිෂ්පාදන සෑදීමට සමීපව සම්බන්ධ වේ.

3. ප්රතික්රියා කොන්දේසි

3.1 තාප ගතික සලකා බැලීම්

තාප ගතිකව, වාතය වැනි ඔක්සිකාරක කාරකයක් නොමැතිව සෝඩියම් සයනයිඩ් සමඟ රිදී සල්ෆයිඩ් සෘජු ප්‍රතික්‍රියාවේදී ධනාත්මක ගිබ්ස් නිදහස් ශක්ති වෙනසක් (\(\ඩෙල්ටා G>0\)) ඇත. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ සම්මත තත්වයන් යටතේ ප්‍රතික්‍රියාව ස්වයංසිද්ධ නොවන බවයි. ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා සමතුලිතතා නියතය (\(K\)) \(Ag_2S + 4NaCN\rightleftharpoons 2Na[Ag(CN)_2]+Na_2S\) සාපේක්ෂව කුඩා වේ. කෙසේ වෙතත්, ඔක්සිජන් හඳුන්වා දුන් විට, සමස්ත ප්‍රතික්‍රියාව ස්වයංසිද්ධ වේ. ඔක්සිජන් මගින් සල්ෆර් ඔක්සිකරණය කිරීම රිදී සල්ෆයිඩ් සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් අතර ආරම්භක ප්‍රතික්‍රියාවේ ස්වයංසිද්ධ නොවන බව ජය ගැනීමට ගාමක බලය සපයයි.

3.2 සාන්ද්‍රණ අවශ්‍යතා

ප්‍රතික්‍රියාව ඵලදායී ලෙස සිදු වීමට නම්, ප්‍රමාණවත් සෝඩියම් සයනයිඩ් සාන්ද්‍රණයක් අවශ්‍ය වේ. රිදී සල්ෆයිඩ් ජලයේ දිය නොවන බැවින්, රිදී සල්ෆයිඩ් වලින් සෙමින් මුදා හරින රිදී අයන සමඟ සංකීර්ණ වීමට සයනයිඩ් අයනවල ඉහළ සාන්ද්‍රණයක් අවශ්‍ය වේ. ගණනය කිරීම්වලින් පෙන්වා දී ඇත්තේ \(Ag_0.1S\) හි \(2mol\) \(NaCN\) ද්‍රාවණයේ \(1L\) ද්‍රාවණයක \(NaCN\) හි අවම සාන්ද්‍රණය ආසන්න වශයෙන් \(12.97mol/L\) බවයි. මෙම ඉහළ සාන්ද්‍රණ අවශ්‍යතාවයට හේතුව රිදී සල්ෆයිඩ්හි අඩු ද්‍රාව්‍යතාවය සහ සංකීර්ණ - සෑදීමේ ප්‍රතික්‍රියාවේ සමතුලිතතාවය රිදී - සයනයිඩ් සංකීර්ණ අයනය සෑදීම දෙසට මාරු කිරීමේ අවශ්‍යතාවයයි.

3.3 උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය

රිදී සල්ෆයිඩ් සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් අතර ප්‍රතික්‍රියාව කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සිදුවිය හැකි වුවද, උෂ්ණත්වය වැඩිවීම සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය වේගවත් කළ හැකිය. ඉහළ උෂ්ණත්වයන් ප්‍රතික්‍රියාකාරක අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි කරන අතර එය නිතර නිතර හා ජවසම්පන්න ගැටුම් වලට තුඩු දෙයි. කෙසේ වෙතත්, අතිශයින් ඉහළ උෂ්ණත්වයන් සයනයිඩ් සංයෝග වියෝජනය වැනි අතුරු ප්‍රතික්‍රියා ද ඇති කළ හැකිය. සාමාන්‍ය තත්ව යටතේ පීඩනය මෙම ප්‍රතික්‍රියාවට සැලකිය යුතු සෘජු බලපෑමක් ඇති නොකරයි, මන්ද එය ජලීය ද්‍රාවණයක ප්‍රතික්‍රියාවක් වන අතර පීඩන වෙනස්වීම් වඩාත් කැපී පෙනෙන බලපෑමක් ඇති කරන වායු-අදියර ප්‍රතික්‍රියාවක් නොවේ.

4. ප්‍රතික්‍රියා චාලක විද්‍යාව

4.1 ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය තීරණය කිරීම

සෝඩියම් සයනයිඩ් සමඟ රිදී සල්ෆයිඩ් ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය පර්යේෂණාත්මක ක්‍රම මගින් තීරණය කළ හැකිය. කාලයත් සමඟ ප්‍රතික්‍රියාකාරක (රිදී සල්ෆයිඩ් හෝ සෝඩියම් සයනයිඩ් වැනි) හෝ නිෂ්පාදන (රිදී - සයනයිඩ් සංකීර්ණ අයන හෝ සල්ෆර් වැනි) සාන්ද්‍රණයේ වෙනස මැනීමෙන්, ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය ගණනය කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, කණ්ඩායම් ප්‍රතික්‍රියාකාරක අත්හදා බැලීමකදී, සාම්පල නිතිපතා කාල පරතරයන්හිදී ලබා ගත හැකි අතර, වර්ණාවලීක්ෂමිතිය හෝ අයන - තෝරාගත් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ වැනි විශ්ලේෂණාත්මක ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතයෙන් ද්‍රාවණයේ ඇති රිදී - සයනයිඩ් සංකීර්ණ අයන සාන්ද්‍රණය මැනිය හැකිය. සමස්ත ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය ගණනය කිරීම සඳහා රිදී - සයනයිඩ් සංකීර්ණ අයන සෑදීමේ වේගය භාවිතා කරනු ලැබේ.

4.2 අනුපාතය - පියවර තීරණය කිරීම

රිදී සල්ෆයිඩ් සයනීකරණයේ ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණය සංකීර්ණ වන අතර එයට පියවර කිහිපයක් ඇතුළත් වේ. අනුපාතය තීරණය කිරීමේ පියවර බොහෝ විට ප්‍රතික්‍රියා අනුපිළිවෙලෙහි මන්දගාමීම පියවර විය හැකිය. ප්‍රධාන පියවරක් වන්නේ රිදී අයන සහ සල්ෆර් අයන මුදා හැරීම ඇතුළත් වන රිදී සල්ෆයිඩ් ද්‍රාවණයයි. රිදී සල්ෆයිඩ් ද්‍රාවණයට සාපේක්ෂව සයනයිඩ් අයන සමඟ රිදී අයන සංකීර්ණ කිරීම සාපේක්ෂව වේගවත් වේ. ඔක්සිජන් මගින් සල්ෆර් ඔක්සිකරණය කිරීම සමස්ත ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ඔක්සිජන් සැපයුම සීමිත නම්, එය අනුපාතය තීරණය කරන සාධකයක් බවට පත්විය හැකිය. ඊට අමතරව, රිදී සල්ෆයිඩ් අංශු මතුපිටට ප්‍රතික්‍රියාකාරක අණු (සයනයිඩ් අයන සහ ඔක්සිජන් වැනි) විසරණය ද ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතයට බලපෑ හැකිය, විශේෂයෙන් රිදී සල්ෆයිඩ් අංශු ප්‍රමාණය විශාල වන අවස්ථාවන්හිදී.

4.3 ගණිතමය ආකෘති නිර්මාණය

රිදී සල්ෆයිඩ් සයනීකරණයේ ප්‍රතික්‍රියා චාලක විද්‍යාව විස්තර කිරීම සඳහා ගණිතමය ආකෘති සංවර්ධනය කර ඇත. බහුලව භාවිතා වන ආකෘතියක් වන්නේ හැකිලීමේ-හර ආකෘතියයි. මෙම ආකෘතිය උපකල්පනය කරන්නේ ඝන රිදී සල්ෆයිඩ් අංශුවේ මතුපිට ප්‍රතික්‍රියාව සිදුවන බවත්, ප්‍රතික්‍රියාව ඉදිරියට යන විට, ප්‍රතික්‍රියා නොකළ රිදී සල්ෆයිඩ්හි හරය හැකිලෙන බවත්ය. නිෂ්පාදන ස්ථරය හරහා ප්‍රතික්‍රියාකාරක විසරණය (සල්ෆර් සහ රිදී සල්ෆයිඩ් අංශුවේ මතුපිට ඇති විය හැකි අනෙකුත් ප්‍රතික්‍රියා නිෂ්පාදන), මතුපිට රසායනික ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය සහ ද්‍රාවණ අවධියේ සංකීර්ණ සමතුලිතතාවය වැනි සාධක ආකෘතිය සැලකිල්ලට ගනී. මෙම ආකෘතිය භාවිතා කිරීමෙන්, සෝඩියම් සයනයිඩ් සහ ඔක්සිජන් සාන්ද්‍රණය වෙනස් වීම, රිදී සල්ෆයිඩ් අංශු ප්‍රමාණය සහ උෂ්ණත්වය වැනි විවිධ තත්වයන් යටතේ ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය පිළිබඳ අනාවැකි පළ කළ හැකිය. පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල සාමාන්‍යයෙන් එවැනි ගණිතමය ආකෘතිවල අනාවැකි සමඟ හොඳ එකඟතාවයකින් යුක්ත බව සොයාගෙන ඇත.

5. අයදුම්පත්

5.1 ලෝපස් වලින් රිදී නිස්සාරණය

රිදී සල්ෆයිඩ් සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් අතර ප්‍රතික්‍රියාව පතල් කර්මාන්තයේ සල්ෆයිඩ් ලෝපස් වලින් රිදී නිස්සාරණය සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. සාමාන්‍ය සයනීකරණය කිරීමේ ක්‍රියාවලියකදී, තලා දැමූ රිදී සහිත ලෝපස් සෝඩියම් සයනයිඩ් තනුක ද්‍රාවණයකින් ප්‍රතිකාර කරනු ලැබේ. ලෝපස් වල ඇති රිදී සල්ෆයිඩ් සෝඩියම් සයනයිඩ් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ද්‍රාව්‍ය රිදී - සයනයිඩ් සංකීර්ණය සාදයි. ප්‍රතික්‍රියාවෙන් පසු, රිදී - සයනයිඩ් සංකීර්ණය අඩංගු ද්‍රාවණය ඝන අපද්‍රව්‍යයෙන් වෙන් කරනු ලැබේ. ඉන්පසු සුදුසු අඩු කිරීමේ කාරකයක් (උදා: සින්ක් දූවිලි) සමඟ අඩු කිරීම වැනි විවිධ ක්‍රම හරහා ද්‍රාවණයෙන් රිදී නැවත ලබා ගත හැකිය. මෙම ක්‍රියාවලිය ඉතා කාර්යක්ෂම වන අතර මහා පරිමාණ රිදී නිස්සාරණය සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමවලින් එකකි.

5.2 පාරිසරික සලකා බැලීම්

කෙසේ වෙතත්, රිදී නිස්සාරණ ක්‍රියාවලියේදී සෝඩියම් සයනයිඩ් භාවිතය පාරිසරික ගැටළු මතු කරයි. සයනයිඩ් ඉතා විෂ සහිත ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, සයනයිඩ් අඩංගු ද්‍රාවණ කාන්දු වීම හෝ නුසුදුසු ලෙස බැහැර කිරීම දැඩි පාරිසරික බලපෑම් ඇති කළ හැකිය. එබැවින්, පතල් කර්මාන්තයේ සයනයිඩ් ආරක්ෂිතව හැසිරවීම සහ බැහැර කිරීම සහතික කිරීම සඳහා දැඩි පාරිසරික රෙගුලාසි ක්‍රියාත්මක වේ. බොහෝ පතල් සමාගම් සයනයිඩ් භාවිතය අඩු කිරීමට හෝ සයනයිඩ් අඩංගු අපද්‍රව්‍ය වඩාත් ඵලදායී ලෙස ප්‍රතිකාර කිරීමට විකල්ප ක්‍රම සංවර්ධනය කරමින් සිටී. මෙම අභියෝග තිබියදීත්, රිදී නිස්සාරණයේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව හේතුවෙන් රිදී සල්ෆයිඩ් සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් අතර ප්‍රතික්‍රියාව රිදී කැණීම් කර්මාන්තයේ වැදගත් ක්‍රියාවලියක් ලෙස පවතී.

6. නිගමනය

රිදී සල්ෆයිඩ් සහ සෝඩියම් සයනයිඩ් අතර ප්‍රතික්‍රියාව සංකීර්ණ රසායනික ක්‍රියාවලියක් වන අතර එය රිදී නිස්සාරණයේදී සැලකිය යුතු යෙදීම් ඇත. ප්‍රතික්‍රියා මූලධර්ම, තත්වයන්, චාලක විද්‍යාව සහ යෙදුම් අවබෝධ කර ගැනීම කාර්මික ක්‍රියාවලීන් ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා සහ සයනයිඩ් භාවිතය හා සම්බන්ධ පාරිසරික ගැටළු විසඳීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ. මෙම ක්ෂේත්‍රයේ වැඩිදුර පර්යේෂණ මගින් වඩාත් කාර්යක්ෂම ප්‍රතික්‍රියා තත්වයන් සංවර්ධනය කිරීම, ප්‍රතික්‍රියාවේ තේරීම වැඩි දියුණු කිරීම සහ රිදී නිස්සාරණයේදී සයනයිඩ් භාවිතය ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමට හෝ අඩු කිරීමට විකල්ප ක්‍රම සොයා ගැනීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කළ හැකිය.