تیوسیانات جیوه چیست چه کاربرد و ویژگی هایی دارد؟
تیوسیانات جیوه به صورت پودر کریستالی سفید رنگ و بی بوی در جهان در دسترس است. این پودر در آب نامحلول بوده و متراکم تر از آب است، از این رو در آب فرو می رود. در صورت استنشاق و بلع بسیار سمی است. تیوسیانات جیوه (II) یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی Hg (SCN) ۲ است.هنگامی که مشتعل می شود، یک شعله بزرگ و در حال گسترش تولید می کند، که به عنوان مار فرعون شناخته می شود.
این ترکیب شیمیایی دارای CAS نامبر ۵۹۲-۸۵-۸ است و با نام های دیگری همچون ایزوتیوسیانات مرکوریک، سولفوسیانید مرکوریک، جیوه دی (تیوسیانات)، تیوسیانیک اسید ، نمک جیوه (II) نیز شناخته می شود.
تیوسیانات جیوه (II) از یک نمک Hg2 + و آنیون تیوسیانات تشکیل شده است. این پودر در دمای اتاق یک جامد پایدار است. بسته به خلوص این ترکیب شیمیایی می تواند رنگ خاکستری نیز داشته باشد. ترکیبات جیوه بسیار سمی هستند و هنگام کار با تیوسیانات جیوه باید از تجهیزات حفاظتی استفاده کرد. اگرچه این ترکیب شیمیایی گران قیمت است ولی از نظر تجاری در دسترس است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
ویژگی و کاربرد عنصر جیوه
عنصر جیوه یک فلز سنگین نقره ای رنگ است که در دمای استاندارد مایع است و به دلیل تحرک و کشش سطحی بالا شهرت دارد. هر دوی این عوامل باعث می شود که روی سطوح بچرخد و به شکل گلوله ای در آید. علاوه بر این، این فلز چگالی بالایی دارد که به اکثر فلزات دیگر اجازه می دهد در بالای آن شناور شوند. زمانی برای تولید محصولاتی مانند باتری ها، چراغ های فلورسنت، دماسنج ها و موارد دیگر استفاده می شد. با این حال، با گذشت زمان به دلیل سمیت بالا با مواد ایمن تری جایگزین شده است.
نماد شیمیایی فلز جیوه Hg است که مخفف نام اصلی آن hydrargyrum است . در زبان یونانی، این کلمه به معنی آب زنده است که اشاره به حرکت جیوه بر روی سطوح صاف دارد. به همین دلیل، آن را به عنوان روان نیز می شناسند. علاوه بر این، نام فعلی آن از خدای رومی مرکوری گرفته شده است که به سرعت و تحرک معروف بود.
جیوه تنها فلزی است که در دمای اتاق مایع است. تا قرن بیستم از جیوه برای درمان بیماری سیفلیس استفاده می شده است. متخصصان طب آن زمان معتقد بودند که جیوه می تواند باعث ترشح بزاق بیمار شود. عوارض جانبی مصرف این فلز شامل زخم لثه، از دست دادن دندان و مرگ بوده است.
بهتر است بدانید:
عنصر جیوه به ندرت در پوسته زمین یافت می شود. این ماده در درجه اول در ماده معدنی سینابار که به آن سولفید جیوه نیز گفته می شود، یافت می شود. اسپانیا و ایتالیا حدود ۵۰ درصد از ذخایر سنگ معدن سینابار را در اختیار دارند. دو نوع جیوه در طبیعت وجود دارد، یکی قرمز و دیگری نقره ای است. برای استخراج جیوه از کانی، ابتدا باید آن را گرم کرد. سپس، بخارات متراکم شده و جمع آوری می شود. اگرچه بسیار نادر است، اما سنگ معدن جیوه را می توان در نزدیکی مناطق آتشفشانی و چشمه های آب گرم نیز یافت.
جیوه برای بدن انسان بسیار سمی است و دارای اثرات حاد و طولانی مدت است. بیشتر موارد مسمومیت جیوه در انسان ناشی از مصرف ماهی یا آمالگام (مواد پرکننده) دندان است. به عنوان مثال هزاران نفر در اثر خوردن غذاهای دریایی پس از ریختن ضایعات جیوه در خلیج میناماتا در ژاپن جان باختند.
بخارات جیوه بسیار سمی تر هستند. نمک های جیوه (II) سمی تر از نمک های جیوه (I) در نظر گرفته می شوند و ترکیبات ارگانو جیوه خطرناک ترین آنها هستند که باعث مرگ کارن وترهان، شیمیدان معروف در سال ۱۹۹۷ شد.
کاربرد تیوسیانات جیوه
تیوسیانات جیوه بیشتر در مواد آتش بازی استفاده می شود زیرا هنگام آتش زدن یک مار بزرگ و پیچ در پیچ تولید می کند. این مار به عنوان مار فرعون معروف است. اگرچه برخی از افراد هنوز از آن برای این منظور استفاده می کنند، اما به طور کلی به دلیل تولید گازهای سمی در هنگام وقوع این واکنش از آن اجتناب می شود.
سنتز تیوسیانات جیوه اولین بار احتمالا در سال ۱۸۲۱ توسط شیمیدان معروف Jacns Jacob Berzelius انجام شده است. به دلیل ماهیت یونی این ترکیب شیمیایی، روش های مختلفی برای سنتز آن وجود دارد. تیوسیانات جیوه با واکنش محلول های حاوی جیوه (II) و یون های تیوسیانات تولید می شود. حلالیت کم محصول این واکنش باعث رسوب تیوسیانات جیوه در ته ظرف می شود. همچنین در چندین حلال از جمله بنزن، هگزان و متیل ایزوبوتیل کتون محلول است. اکثر سنتزها با روش بارش به دست می آیند.
خواص شیمیایی تیوسیانات جیوه
این ترکیب شیمیایی کاربردهای کمی در سنتز شیمیایی دارد و اغلب در سنتز ترکیبات مرتبط حاوی جیوه (II) و یا تیوسیانات ها نقش دارد. یون Hg (SCN) ۳ می تواند به طور مستقل وجود داشته باشد و به راحتی با عناصر دیگر واکنش نشان داده و ترکیبات مختلفی را تشکیل دهد.
مشخص شده است که تیوسیانات جیوه می تواند محدودیت های تشخیص یون کلرید در آب را با طیف سنجی مرئی ماوراء بنفش بهبود بخشد. این تکنیک برای اولین بار در سال ۱۹۵۲ پیشنهاد شد و از آن زمان تاکنون یک روش رایج برای تعیین یون کلرید در آزمایشگاه های سراسر جهان است.
برای انجام این تکنیک باید این ترکیب شیمیایی را به عنوان یک معرف به یک محلول با غلظت نامعلوم آهن و یون کلرید اضافه کرد. در این فرآیند کلرید آهن باعث تجزیه نمک تیوسیانات جیوه و تجزیه یون تیوسیانات با آهن می شود و آهن (SCN) ۲+ تولید می کند، که نور مرئی را در ۴۵۰ نانومتر جذب می کند.
این جذب اندازه گیری غلظت آهن (SCN) ۲+ را برای ما فراهم می کند که در نتیجه واکنش بین یون کلرید و تیوسیانات جیوه تولید می شود. از این مقدار بدست آمده می توان غلظت کلرید را در محلول محاسبه کرد.
روش جدیدی در سال ۱۹۹۵؛ برای تعیین غلظت یون کلرید در محلول آبی با استفاده از این ترکیب شیمیایی کشف شد. تیوسیانات جیوه به محلولی با غلظت نامعلوم یون های کلرید اضافه می شود و مجموعه ای از تیوسیانات جیوه و یون کلرید را تشکیل می دهد که نور را در طول موج ۲۵۴ نانومتر جذب می کند و اندازه گیری دقیق تر غلظت را نسبت به تکنیک فوق الذکر با استفاده از آهن را امکان پذیر می سازد.
روش تولید تیوسیانات جیوه
این ترکیب شیمیایی را می توان با واکنش نمک تیوسیانات محلول مانند تیوسینات پتاسیم با نیترات جیوه (II) تولید کرد. این واکنش در زیر برای شما ارائه شده است:
Hg (NO ۳ ) ۲ + ۲ KSCN → Hg (SCN) ۲ + ۲ KNO ۳
از آنجا که این ترکیب شیمیایی در آب نا محلول است، در ته ظرف رسوب می کند. رسوبات را فیلتر کرده و ترجیحا در هوای آزاد یا در خشک کن قرار می دهند. از گرمای شدید برای خشک کردن این ترکیب شیمیایی اجتناب کنید، زیرا باعث تجزیه آن می شود.
تیوسیانات جیوه بسیار سمی است و هنگام کار با این ترکیب شیمیایی باید از وسایل محافظتی مناسب استفاده کنید. تیوسیانات جیوه (II) را باید در بطری سر بسته و دور از بخارهای خورنده نگهداری کنید. این ترکیب شیمیایی را درون ظروف آلومینیومی ذخیره نکنید.
واکنش شیمیایی مار فرعون
تیوسیانات جیوه در اثر حرارت تجزیه می شود. اثر مار فرعون شبیه آتش بازی مار سیاه است که در کودکی با آن سرگرم می شدیم. پیش از این، تیوسیانات جیوه در مواد پیروتکنیک (نمایش آتش بازی) برای اثرات مار فرعون استفاده می شده است، اما به دلیل نگرانی های سمی و ایمنی، استفاده از آن متوقف شده است.
هنگامی که تیروسیانات جیوه با منبع گرمای کافی و قوی تماس پیدا می کند، یک واکنش گرمازای سریع شروع می شود. این واکنش توده بزرگی را تولید می کند که شبیه یک مار پیچ در پیچ به نظر می رسد.
مشتعل شدن این ترکیب شیمیایی باعث ایجاد یک توده قهوه ای رنگ نامحلول می شود، که در درجه اول نیترید کربن، C۳N۴ است. در ادامه واکنش سولفید جیوه و دی سولفید کربن نیز تولید می شود. واکنش شیمیایی در زیر برای شما شرح داده شده است.
۲Hg (SCN) ۲ → ۲HgS + CS۲ + C۳N۴
در ادامه دی سولفید کربن به دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد تبدیل می شود.
CS۲ + ۳O۲ → CO۲ + ۲SO۲
C۳N۴ گرم شده تا حدی تجزیه می شود و گاز نیتروژن و دیسیان ( dicyan ) ایجاد می کند.
۲C۳N۴ → ۳ (CN) ۲ + N۲
سولفید جیوه با اکسیژن واکنش داده و بخار جیوه و دی اکسید گوگرد را تشکیل می دهد. اگر واکنش در داخل یک ظرف انجام شود، می توانید یک فیلم خاکستری را در سطح داخلی جیوه مشاهده کنید.
HgS + O۲ → Hg + SO۲
هشدار ایمنی و خطرات استفاده از تیوسیانات جیوه
مانند تمام انواع ترکیبات مختلف جیوه، این ترکیب شیمیایی نیز کاملا سمی است و به دلیل سمیت بالای آن دیگر در آتش بازی استفاده نمی شود. بنابراین رعایت نکات ایمنی هنگام کار با تیوسیانات جیوه و انجام واکنش شیمیایی برای مشاهده اثر مار فرعون بسیار مهم است.
لمس این ماده شیمیایی با دست های برهنه، تنفس دود یا لمس ستون خاکستر و محصولات واکنش در حین پاکسازی همگی خطرناک هستند و هنگام انجام واکنش باید بسیار دقت کرد. بنابراین اقدامات حفاظتی باید شامل استفاده از عینک، روپوش آزمایشگاهی، دستکش، هود و یک اسکوپول برای انتقال Hg (SCN) ۲ به اطراف باشد.
قیمت تیوسیانات جیوه
قیمت خرید و فروش این ترکیب شیمیایی بسته به کیفیت و خلوص آن متفاوت است و شما می توانید آن را به صورت حضوری یا آنلاین از شرکت های تولید و توزیع مواد شیمیایی خریداری نمایید.
