Sintesi del cianuro di sodio

La sintesi del cianuro di sodio può avvenire secondo diverse vie come, ad esempio tramite il processo Castner inventato dal chimico statunitense Hamilton Castner nel 1890.  Il cianuro di sodio ha formula NaCN è un sale igroscopico, bianco, che può presentarsi cristallino o sotto forma di polvere bianca che a contatto con gli acidi libera il cianuro di idrogeno che è un gas particolarmente tossico.

La sintesi del cianuro di sodio avviene dalla reazione tra sodio metallico, ammoniaca e carbonio:
2 Na + 2 C + 2 NH3 → 2  NaCN + 3 H2

La sintesi del cianuro di sodio può avvenire dalla reazione tra idrossido di sodio e acido cianurico il cui nome I.U.P.A.C. è 1,3,5-triazin-2,4,6-triolo. L’acido cianurico ha formula (CNOH)3  ed è il trimero ciclico dell’acido cianico HOCN.

La reazione avviene in presenza di carbone con formazione del cianurato trisodico che, al di sopra di 550 °C, si decompone in cianato di sodio NaOCN. Quest’ultimo viene ulteriormente ridotto dal carbonio in cianuro di sodio.
Na3(CNO)3 → 3NaOCN
NaOCN + C → NaCN + CO2

Un’altra via di sintesi del cianuro di sodio è la reazione tra carbonato di sodio e calciocianammide CaCN2. La  calciocianammide è un composto inorganico a carattere ionico formato dal catione calcio Ca2+ e dall’anione cianammide CN22−
CaCN2 + Na2CO3 →2 NaCN + CaCO3

Abitualmente la sintesi del cianuro di sodio avviene tramite una reazione di neutralizzazione tra idrossido di sodio e cianuro di idrogeno:
NaOH + HCN → NaCN + H2O

La sintesi del cianuro di idrogeno, tuttavia, richiede processi poco rispettosi dell’ambiente che utilizzano idrocarburi, prevalentemente propano, e che danno molti sottoprodotti.

Sintesi del cianuro di sodio green

Vista la richiesta si sono sperimentati metodi alternativi per ottenere il cianuro di idrogeno che costituisce un reagente fondamentale per la sintesi del cianuro di sodio. Uno dei metodi segue i principi della Chimica Verde che costituisce un approccio innovativo per la progettazione, produzione e utilizzo di sostanze chimiche che mira a ridurre o eliminare completamente l’uso e la formazione di sostanze pericolose per l’ambiente e la salute umana.

L’ obiettivo fondamentale della chimica verde è quello di sviluppare processi chimici efficienti ed ecocompatibili, utilizzando materie prime rinnovabili, riducendo i rifiuti e promuovendo l’adozione di pratiche sostenibili in tutto il ciclo vita di un prodotto chimico.

cassava da Chimicamo
manioca

Uno di questi metodi sostenibili utilizza la manioca anche nota come cassava, pianta della famiglia delle Euforbiacee originaria del Sudamerica. Il cianuro di idrogeno è prodotto naturalmente da svariati organismi come alghe, batteri, funghi, piante e alcune specie di animali che rilasciano HCN secondo un meccanismo offensivo o difensivo.

Le piante sono la fonte più importante per la produzione di HCN ottenuto dai glicosidi cianogenici, classe di sostanze vegetali costituita da una parte zuccherina e da una porzione non zuccherina, detta aglicone, che per idrolisi determinano la generazione di acido cianidrico in cui un gruppo ciano è legato al glucosio.

linamarina da Chimicamo
linamarina

I glicosidi cianogenici sono metaboliti secondari contenenti azoto che hanno la capacità di produrre acido cianidrico quando degradati dagli enzimi vegetali. Tra essi la linamarina  presente nelle foglie e nelle radici della pianta e la lotaustralin che producono HCN in seguito al rilascio di enzimi idrolitici durante la macerazione di tessuti vegetali o per ingestione da parte della microflora intestinale.

La sintesi del cianuro di sodio verde prevede l’estrazione di HCN rilasciato dalle foglie di manioca sotto vuoto a 35-40 °C, che viene assorbito da una soluzione di NaOH 3.6 M

Usi del cianuro di sodio

Il cianuro di sodio fu inizialmente registrato come pesticida nel 1947 per la sua azione nei confronti di formiche e di alcuni tipi di batteri, insetti e roditori. È utilizzato nella cementazione di ferro e acciaio, nella lucidatura dei metalli, nella fotografia e nella fumigazione di navi e magazzini.

usi di NaCN da Chimicamo
usi di NaCN

Il cianuro di sodio viene usato per l’estrazione mineraria di oro e argento tramite un processo detto processo al cianuro: il minerale finemente suddiviso viene trattato con il cianuro di sodio con ottenimento di un composto di coordinazione solubile.

La reazione tra oro e cianuro di sodio viene sfruttata nella galvanostegia per ricoprire un metallo non prezioso con un sottile strato di un metallo più prezioso o più nobile o passivabile tramite l’ elettrodeposizione.

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