I. Xyanua là gì?
Xyanua hay Cyanide (tên Tiếng Việt bắt nguồn từ Tiếng Pháp Cyanure) là một hợp chất hóa học có chứa nhóm cyano (C≡N-), bao gồm một nguyên tử carbon liên kết ba với một nguyên tử nitrogen (nitơ).
II. Xyanua có ở đâu?
Xyanua được tìm thấy trong những hợp chất (là những chất được hình thành từ hai hay nhiều hóa chất). Xyanua có thể phản ứng với kim loại và những hợp chất hữu cơ khác (hợp chất chứa Carbon). Hydro Xyanua hoăc axit xyanhidric (HCN), Natri Xyanua (sodium cyanide, NaCN) và Kali Xyanua (potassium cyanide, KCN) là những hợp chất Xyanua đơn giản.
Xyanua có thể được sản sinh ra bởi vi khuẩn, nấm và được tìm thấy trong một số loài thực vật. Trong cơ thể của con người, Xyanua có thể kết hợp với hydroxocobalamin hình thành vitamin B12 (cyanocobalamin). Trong tự nhiên nó cũng được tìm thấy ở hơn 2.000 loài thực vật bao gồm quả hạnh, những hạt chồi của cây kê, mần của các loại hạt đậu nành, rau bi-na (rau chân vịt), măng tre, rễ cây sắn (củ đậu), bột sắn hột tapioca.
Trong đời sống và công nghiệp: các hợp chất Xyanua tồn tại trong khói thuốc lá, khói động cơ, các quá trình sản xuất phát thải nước thải độc hại như công nghiệp xi mạ, sản xuất thuốc trừ sâu, nhựa, cao su ….
III. Độc tính của Xyanua như thế nào?
Xyanua ở dạng đơn giản như KCN và NaCN là các chất độc mạnh hơn rất nhiều so với dạng phức, do đễ phân ly thành các ion CN- khi vào cơ thể, là tác nhân chính gây độc. Tiếp xúc với một lượng lớn Xyanua có thể gây tổn hại cho não và tim mạch, nếu tiếp xúc ở liều lượng thấp có thể gây những hậu quả như khó thở, đau tim, nôn mửa, thay đổi máu, đau đầu, làm rộng tuyến giáp. Chỉ cần 50 – 200 mg Kali Xyanua, Natri Xianua hoặc hít phải 0,2% khí hydo xyanua, có thể tử vong ngay lập tức một người trưởng thành. Cyanide được dùng làm thuốc độc rất nhiều từ xa xưa, nhất hydro xyanua được chế độ Quốc xã ở Đức sử dụng để xử tử tập thể trong phòng hơi ngạt trong suốt thời kỳ ‘Nạn diệt chủng’.
Các triệu chứng khi nhiễm Xyanua:
Thông thường, khi tiếp xúc với muối xyanua như natri xyanua hoặc kali xyanua (các dạng muối đơn) sẽ bị ngộ độc. Thậm chí người bị ngộ độc không hề hay biết mình bị nhiễm cyanide. Sau đây là các dấu hiệu nhận biết, được chia làm 3 giai đoạn.
· Giai đoạn 1: Là giai đoạn kích động, người bị nhiễm độc sẽ có dấu hiệu lo lắng, kích động, thở nhanh và lú lẫn.
· Giai đoạn 2: Người bị nhiễm sẽ bắt đầu co giật, khó thở, tụt huyết áp và bị giảm thông khí.
· Giai đoạn 3: cũng là giai đoạn cuối: Giảm trương lực cơ và mất phản xạ, bị trụy tim mạch, hạ oxy trong máu và dẫn đến tử vong.
Cần đến cơ sở y tế nhanh nhất nếu nhận thấy dấu hiệu 1 trong 3 giai đoạn trên.
Nếu phát hiện những dấu hiệu trên, cần đưa người bị nhiễm độc natri Xyanua đến cơ sở y tế gần nhất để cấp cứu một cách nhanh nhất. Bởi hóa chất này là loại độc chất có khả năng phản ứng nhanh, trong vòng 2 giờ đồng hồ nếu không được chữa trị kịp thời sẽ gây tử vong.
Vì vậy, những người thường tiếp xúc với loại hóa chất này cần chú ý đến các dấu hiệu ban đầu để sớm phát hiện và chữa trị loại bỏ chất độc.
Về bản chất ion Xyanua rất dễ tạo phức với ion kim loại, độc tố của nó đồng thời cũng tỉ lệ nghịch với độ bền của phức chất mà nó tạo thành. Phức chất càng bền thì độc tố càng thấp. Trong số các phức kim loại ta có thể hình dung cấp bậc như sau:
| Phân loại | Độc tính | Kim loại | Hợp chất |
| Ion xyanua tự do | Cao nhất | K, Na | NaCN, KCN |
| Phức xyanua kém bền – dễ phân ly | Trung bình | Cu, Ni, Zn | CuCN, Ni(CN)2, ZnCN |
| Phức xyanua bền – khó phân ly | Thấp nhất | Ag, Au, Pt | Muối Vàng 68.2%
Muối Bạc 54% |
Dựa vào độc tính tương đối thấp của phức kim loại Vàng, Bạc với Xyanua mà các hợp chất chứa kim loại quý này được ứng dụng rộng rãi vào nhiều ngành công nghiệp mũi nhọn hiện nay trên toàn thế giới. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ứng dụng của Xyanua và hợp chất của nó trong mục tiếp theo.
IV. Ứng dụng Xyanua trong đời sống như thế nào?
Xyanua là một hợp chất hóa học có tính độc cao, nhưng cũng có một số ứng dụng trong ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng chính của Xyanua:
1. Công nghiệp xi mạ vàng, bạc, đồng và các kim loại khác:
Vàng, đồng, bạc ở dạng muối xyanua hay trong môi trường có xyanua (CN-) thường tan tốt và tạo thành phức chất ổn định trong dung dịch được sử dụng rộng rãi các lĩnh vực xi mạ nữ trang, trang trí, xi mạ kỹ thuật như mạ bo mạch điện tử (PCB), tiếp điểm (connector), khung dẫn (leadframe -sản xuất LED), tiếp nối của trạm sạc xe hơi điện, …Xyanua dùng trong lĩnh vực này thường là các muối chứa kim loại dạng phức như kali vàng xyanua 68.2% (PSG-potassium gold cyanide), kali bạc xyanua 54% (PSC -potassium silver cyanide), đồng xyanua,…
Trong lĩnh vực xi mạ này các hóa chất xyanua dạng phức chất với các kim loại quý như kali vàng xyanua (PSG-potassium gold cyanide), kali bạc xyanua (PSC -potassium silver cyanide) gần như không thể thay thế được do các nguyên nhân sau:
– An toàn hơn hẳn so với các hóa chất chứa xyanua vàng hay xyanua bạc đơn lẽ, hoặc từ quá trình phân rã vàng, bạc truyền thống từ hỗn hợp nước cường toan.
– Dạng phức chất này dùng bổ sung cho các bể mạ cũng khá an toàn, hàm lượng kim loại quý ổn định và lượng xyanua tự do từ phức này thải ra cũng rất ít, gần như không thể định lượng được bằng phương pháp chuẩn độ thông thường.
Người vận hành cũng như doanh nghiệp cũng an tâm hơn về sức khỏe cũng như môi trường làm việc.
– Các loại phức chất này cũng giúp dung dịch mạ ổn định hơn. Nếu sử dụng, duy trì đúng cách theo hướng dẫn của các chuyên gia thì dung dịch mạ ổn định, thời gian thay mới sẽ dài hơn.
– Hiện tại chỉ có vài nước trên thế giới (chủ yếu các châu âu) điều chế được từ quá trình thu hồi rác điện tử, dung dịch xi mạ cũ,…. Nên sử dụng các loại phức chất này cũng góp phần bảo vệ môi trường, tái tạo sử dụng nguồn kim loại quý trên thế giới.
Chính vì những lý do đó, các phức chất chứa xyanua của kim loại quý như trên không thể thay thế được trong các lĩnh vực xi mạ mũi nhọn phụ vụ ngành trang sức, ngành linh kiện điện tử, hàng không vũ trụ, thiết bị truyền tín hiệu trong ngành viễn thông, sợi quang, ứng dụng cho ngành LED,……
2. Khai thác vàng, tái chế thu hồi vàng (phân kim):
Xyanua thường được sử dụng trong quá trình tách vàng từ quặng. Phương pháp Xyanua hóa cho phép thu hồi vàng hiệu quả từ các mỏ quặng.
Xyanua được sử dụng trong quy trình khai thác vàng thông qua phương pháp gọi là “cyanidation.” Đây là cách mà vàng được chiết xuất từ quặng. Dưới đây là các bước cơ bản trong quy trình này:
– Nghiền quặng: Quặng chứa vàng được nghiền nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc với dung dịch Xyanua.
– Hòa tan quặng: Quặng đã nghiền được hòa trộn với dung dịch Natri Xyanua. Dung dịch này giúp hòa tan vàng trong quặng.
– Phản ứng hóa học: Vàng phản ứng với Xyanua, tạo thành phức hợp vàng Xyanua.
– Tách vàng: Sau khi vàng đã hòa tan, dung dịch chứa phức hợp vàng Xyanua được tách ra khỏi quặng không hòa tan.
– Làm giàu và tinh chế: Vàng sau đó được tách ra khỏi dung dịch bằng cách sử dụng các phương pháp như điện phân hoặc phản ứng hóa học với kẽm.
– Xử lý chất thải: Dung dịch Xyanua còn lại cần được xử lý để đảm bảo không gây hại cho môi trường.
3. Công nghiệp hóa chất:
Xyanua là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất một số hóa chất, bao gồm nhựa, thuốc trừ sâu, và các hợp chất hữu cơ khác. Các thành phần Xyanua được sử dụng chủ yếu làm chất xúc tác hoặc tác nhân tham gia các phản ứng tổng hợp các hợp chất hữu cơ trong các lĩnh vực trên.
Xyanua thường không được sử dụng trực tiếp trong sản xuất thuốc trừ sâu, nhưng nó có thể được dùng trong một số quy trình hóa học để sản xuất các hợp chất hữu cơ chứa nitơ hoặc các sản phẩm khác. Hợp chất này có thể tham gia vào việc tổng hợp các loại thuốc trừ sâu hoặc các hóa chất nông nghiệp khác.
4. Sản xuất nhựa và cao su: Một số loại nhựa và cao su sử dụng Xyanua trong quá trình sản xuất chủ yếu dùng để làm xúc tác thúc đẩy quá trình phản ứng xảy ra nhanh hơn.
Trong ngành công nghiệp cao su, nguyên liệu chính thường là cao su tự nhiên hoặc cao su tổng hợp (như styrene-butadiene rubber – SBR), và các hóa chất khác như chất xúc tác, chất độn, và chất bảo quản.
Tuy nhiên, xyanua có thể xuất hiện trong một số quy trình hóa học liên quan, như trong sản xuất một số loại nhựa hoặc cao su tổng hợp. Do đó, an toàn khi làm việc với hóa chất này là rất quan trọng, vì nó rất độc hại và có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường.
5. Phân tích hóa học:
Xyanua được sử dụng trong các phương pháp phân tích để xác định sự hiện diện của kim loại. Xyanua đóng vai trò chất tạo môi trường hay chất tạo phức với các ion kim loại giúp phát hiện kim loại bằng phương pháp chuẩn độ cũng như các phương pháp phân tích khác dễ dàng, thuận tiện hơn.
6. Chế tạo thuốc (y học):
Một số loại thuốc điều trị cũng có thể sử dụng hợp chất Xyanua trong quá trình sản xuất.
Xyanua, mặc dù nổi tiếng là chất độc, cũng có một số ứng dụng trong y học. Một trong những cách sử dụng chính của nó là trong điều trị một số loại ngộ độc. Cụ thể, một hợp chất có tên là sodium thiosulfate có thể được sử dụng để giải độc cho bệnh nhân bị ngộ độc Xyanua.
Ngoài ra, Xyanua cũng đã được nghiên cứu trong một số liệu pháp điều trị ung thư, nhưng việc sử dụng này rất hạn chế và cần phải có sự kiểm soát chặt chẽ. Do tính chất độc hại cao của nó, xyanua không được sử dụng rộng rãi trong y học như các loại thuốc khác.
Nói chung, việc sử dụng xyanua trong y học đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc và sự thận trọng cao.
Mặc dù Xyanua có ứng dụng quan trọng không thể thiếu trong công nghiệp, nhưng do tính chất độc hại dù ít hay nhiều của nó, thì việc sử dụng và xử lý cần được đào tạo kỹ lương và tuân thủ các biện pháp an toàn hóa chất để đảm bảo an toàn cho con người và môi trường.