- Szerkezet
- Elnevezéstan
- Fizikai tulajdonságok
- Fizikai állapot
- Molekuláris tömeg
- Öngyulladási hőmérséklet
- Bomlási hőmérséklet
- Sűrűség
- Oldhatóság
- Kémiai tulajdonságok
- kockázatok
- beszerzése
- Alkalmazások
- Redukcióként kémiai reakciók
- H gyártásában
- A cellulóz- és papíriparban
- Különböző célokra
- Irodalom
A nátrium-bór-hidridet egy szervetlen szilárd anyag kémiai képlete NaBH 4. A lúgos bórhidridek reprezentatívnak tekinthető, és ezek közül a leggyakoribb. Fehér kristályos szilárd anyag.
Amikor vízzel érintkezik, NaBH 4 hőt termelnek, és hidrogénatom, H 2, ami éghető, ezért kell kezelni óvatosan. Mivel a könnyedséget, amellyel tud generálni H - hidrid-ionokat, nátrium-bór-hidridet egy közepesen redukáló vegyület, amely ezért széles körben használják a kémiai reakciók erre a célra.
Nátrium-bór-hidrid, nátrium-bór 4, szilárd anyag formájában. Ondřej Mangl. Forrás: Wikimedia Commons.
Redukáló tulajdonságát a papíriparban is használják, mivel javítja a cellulóz és a papír fényességét és stabilitási tulajdonságait azáltal, hogy megakadályozza a cellulóz - a papír fő alkotóeleme - oxidációját.
Mivel víz jelenlétében könnyen hidrogént képezhet, megvizsgálták annak lehetőségét is, hogy fordítható hidrogénforrásként használja az üzemanyagcellákban.
Redukáló tulajdonsága alapján más felhasználások is vannak, például a gyógyszeriparban.
Szerkezet
A nátrium-bór-hidrid egy ionos vegyület. Ez alkotja a bór-hidrid anion - csatlakozik a nátrium-kation Na +.
Az anion - tetraéder.
A nátrium-bór-hidrid szerkezete. Kemikungen. Forrás: Wikimedia Commons.
Lewis felépítése a következő:
A NaBH 4 Lewis elektronikus felépítése. Szerző: Marilú Stea.
Elnevezéstan
-Nátrium-bór-hidrid
-Nátrium-tetrahidroborát
-Nátrium-tetrahidruroborát
Fizikai tulajdonságok
Fizikai állapot
Kristályos fehér szilárd anyag.
Molekuláris tömeg
37,84 g / mol
Öngyulladási hőmérséklet
∼ 220 ºC
Bomlási hőmérséklet
> 250 ºC
Sűrűség
1,074 g / cm 3 20 ° C
Oldhatóság
NaBH 4 elég jól oldódik vízben (55 g / 100 ml 25 ° C), ahol részlegesen hidrolizáljuk. Oldódik tetrahidrofuránban (THF), és dietil-éterben nem oldódik.
Kémiai tulajdonságok
A nátrium-bór-hidrid vízben oldódik, ahol kezdeti bomláson vagy hidrolízisen megy keresztül, amely az oldatot lúgossá teszi, megakadályozva a további hidrolízist.
- + H 2 O → B (OH) 3 + H 2 ↑ + OH -
Ennek az a magyarázata, mert a - gátolja a H + a víz, ahol a H + vesz egy hidrid anion H - alkotnak H 2. Azt lehet mondani, hogy a BH 3 versenyez H + a hidrid-ion H -.
Savas közegben a hidrolízis a H + -ionok bősége miatt teljes.
A NaBH 4 száraz levegőben stabil. Nem illékony.
Hidridion-tartalma miatt a nátrium-bór-hidrid redukáló vegyület. Lehetővé teszi a C = O karbonilcsoport C-OH-ra redukálását, azaz a karbonilvegyületeket alkoholokká.
NaBH 4 önmagában nem csökkenti a C = C kettős kötést, még azok sem konjugált karbonil-csoportok -C = CC (= O) -.
Azonban, érintkezve, protonos sav (például sósav) vagy Lewis-savakat (például Bcl 3 vagy AICI 3), diborán B 2 H 6 képződik. És ha ez a reakciót jelenlétében szerves vegyületek C = C kettős kötést, a diborán B 2 H 6 végez a hidroborálás ezeknek.
Megfelelő katalizátorok és különleges körülmények között a nátrium-bór-hidrid redukálja a különféle típusú funkciós csoportokat.
kockázatok
A vízben lezajló hidrolízis hője elegendő ahhoz, hogy meggyulladjon a benne képződő hidrogén. Ezért fontos, hogy óvatosan kezelje.
A NaBH 4 könnyen meggyullad és könnyen ég.
beszerzése
A tipikus előállítási reakciója NaBH 4 jelentése nátrium-hidrid NaH és B (OCH 3) 3 hőmérsékleten körülbelül 250 ° C-on:
4 NaH + B (OCH 3) 3 → NaBH 4 + 3 NaOCH 3
Alkalmazások
Redukcióként kémiai reakciók
Forrásként H - ionok, NaBH 4 egy redukáló vegyület, és használjuk más kémiai vegyületek. Ehhez aprotikus poláris oldószerekben, azaz H + protonok nélkül, például dimetil-szulfoxidban, hexametil-foszforamidban és dimetil-formamidban használják.
Redukálószerként használják mind szerves, mind szervetlen kémiai reakciókban.
Lehetővé teszi az aldehidek primer alkoholokká, a ketonok pedig másodlagos alkoholokká redukálását.
Ezenkívül redukálja az alkil-halogenideket szénhidrogénekké, például jóddekanáttá dekánra, bróm-dedekánsavból undekanánsavvá, és klór-dedekánból dodekánná.
Ha önmagában hat, a redukció nem érinti más funkcionális csoportokat, például észtert, karbonsavat, nitrilt és szulfonot.
A tulajdonsága, amely nem csökkenti a C = C kettős kötést, még azok sem konjugált karbonil-csoportok -C = CC (= O) -, lehetővé teszi, hogy készítsen telítetlen alkoholok -C = C-CH 2 -OH.
A nitrált aromás vegyületek megfelelő anilinné redukálásához katalizátorok, például kobalt vagy ón-klorid jelenléte szükséges. Redukálja a diszulfidokat tiolokká.
Megfelelő katalizátorok és körülmények jelenlétében lehetővé teszi a karbonsavak, észterek, amidok, nitrilok, iminek, epoxidok, sőt kettős és hármas kötések redukcióját.
H gyártásában
A NaBH 4 üzemanyag cellává alakítható.
NaBH 4 jelenlétében lúgos oldatot kálium-hidroxid vagy nátrium-hidroxid hidrolizálja és gyárt hidrogénatom, H 2, amely felhasználható fűtőanyagként polimer elektrolit tüzelőanyag-cella.
Azt is megvizsgálták, hogy a H 2 reverzibilis tárolóanyaga.
NaBH 4 nanorészecskék szintetizálódnak, és stabilizált felületaktív anyagot. Kezelés után NiCl 2, védő réteg vagy bevonat van kialakítva, hogy szabályozza a kibocsátás a H 2 egy teljesen reverzibilis módon.
Ez az új anyag nanométeres lehetővé tenné a H 2 a tiszta üzemanyag termelt megújuló módon.
Hidrogén üzemanyagcellás jármű. Dr. Artur Braun (Arturbraun). Forrás: Wikimedia Commons.
A cellulóz- és papíriparban
A nátrium-bór-hidridet a cellulóz és a papír fényességének és egyéb fizikai tulajdonságainak javítására használják.
A papír cellulózmátrixának lebomlása komplex folyamatok útján történik, amelyek oxidációt is magukban foglalnak. A hidroxilcsoportok karbonil- és karboxilcsoportokká oxidálódnak, ez a papír elszíneződéséhez és fizikai tulajdonságainak csökkenéséhez vezet.
Úgy, hogy a cellulóz vagy papír NaBH 4, csökkenti aldehidek és ketonok, hogy -OH csoportok anélkül, hogy a savas karbonsav csoportok, stabilitás javítására és fényes nagyobb, mint a kezdeti értékeket.
A NaBH 4 javítja a papír fényét. Szerző: Rawpixel. Forrás: Pixabay.
Különböző célokra
A nátrium-bór-hidridet szennyvíz kezelésére használják, ízjavító szerként az élelmiszer- és italiparban, bevonószerként és felületkezeléshez, a dohánygyártásban, a gyógyszeriparban, a textiliparban és az iparban. Bőr.
Irodalom
- Christian, ML és Aguey-Zinsou, K.-F. (2012). A NaBH 4 magas reverzibilis hidrogén tárolási kapacitásához vezető Core-Shell stratégia. ACS Nano 2012, 6, 9, 7739-7751. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
- Nora de Souza, MV és Alves V., TR (2006). A nátrium-bór-hidrid által közvetített legújabb módszerek a vegyületek különböző osztályainak redukciójához. App. Organometal. Chem. 2006; 20: 798-810. Helyreállítva az onlinelibrary.wiley.com webhelyről.
- Imamoto, T. (1991). Csökkentés. Nátrium-bór-hidrid. Az átfogó szerves szintézisben. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Tang, LC (1986), a papír stabilizálása nátrium-bór-hidrid kezelés útján. A történelmi textil- és papíranyagokban. 24. fejezet, 427-441. Oldal. Advances in Chemistry, 212. évfolyam. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
- Cotton, F. Albert és Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fejlett szervetlen kémia. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.
- Morrison, Robert Thornton; és Boyd, Robert Neilson. Szerves kémia. Prentice-Hall. ISBN 81-203-0765-8.
- Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Nátrium-bór-hidrid. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.