- Rakenne
- nimistö
- Fyysiset ominaisuudet
- Fyysinen tila
- Molekyylipaino
- Itsesyttymislämpötila
- Hajoamislämpötila
- Tiheys
- Liukoisuus
- Kemiallisia ominaisuuksia
- riskit
- Saada
- Sovellukset
- Pelkistyksenä kemialliset reaktiot
- H: n tuotannossa
- Massa- ja paperiteollisuudessa
- Eri käyttötarkoituksissa
- Viitteet
Natriumboorihydridi on epäorgaaninen kiinteä aine, jonka kemiallinen kaava on NaBH 4. Sitä voidaan pitää edustaa alkaliboorihydridejä ja se on yleisin näistä. Se on valkoinen kiteinen kiinteä aine.
Joutuessaan kosketuksiin veden kanssa, NaBH 4 voi tuottaa lämpöä ja vetyä H 2, joka on palavaa, joten se on käsiteltävä varoen. Koska helppous, jolla se voi tuottaa H - hydridin ionien, natriumboorihydridi on kohtalaisen vähentää yhdiste, minkä vuoksi se on laajalti käytetty kemiallisia reaktioita tähän tarkoitukseen.
Natriumboorihydridi, NaBH 4, kiinteä aine. Ondřej Mangl. Lähde: Wikimedia Commons.
Sen pelkistävää ominaisuutta käytetään myös paperiteollisuudessa, koska se parantaa massan ja paperin kirkkautta ja stabiilisuusominaisuuksia toimimalla sellun, hapettumisen, paperin pääkomponentin, hapettumista vastaan.
Koska se voi helposti muodostaa vetyä veden läsnä ollessa, on tutkittu myös mahdollisuutta käyttää sitä palautuvana vedyn lähteenä polttokennoissa.
Sillä on muita käyttötarkoituksia vähentävän ominaisuutensa perusteella, kuten lääketeollisuudessa.
Rakenne
Natriumboorihydridi on ioninen yhdiste. Se muodostuu boorihydridianionista - kiinnittyneenä natriumkationiin Na +.
Anioni - on tetraedrinen.
Natriumboorihydridin rakenne. Kemikungen. Lähde: Wikimedia Commons.
Sen Lewis-rakenne on seuraava:
NaBH 4: n elektroninen Lewis-rakenne. Kirjoittaja: Marilú Stea.
nimistö
-Natriumboorihydridi
-Natriumtetrahydroboraatti
-Natriumtetrahydruroboraatti
Fyysiset ominaisuudet
Fyysinen tila
Kiteinen valkoinen kiinteä aine.
Molekyylipaino
37,84 g / mol
Itsesyttymislämpötila
∼ 220 ºC
Hajoamislämpötila
> 250 ºC
Tiheys
1 074 g / cm 3 lämpötilassa 20 ºC
Liukoisuus
NaBH 4 on melko liukoinen veteen (55 g / 100 ml 25 ºC), jossa se on osittain hydrolysoitu. Se liukenee tetrahydrofuraaniin (THF) ja ei liukene dietyylieetteriin.
Kemiallisia ominaisuuksia
Natriumboorihydridi liukenee veteen, jossa se aluksi hajoaa tai hydrolysoi, mikä tekee liuoksesta emäksisen, estäen lisähydrolyysin.
- + H 2 O → B (OH) 3 + H 2 ↑ + OH -
Tämä on selitetty, koska - vuorovaikutuksessa H + veden, jossa H + ottaa hydridin anioni H - muodostavat H 2. Voidaan sanoa, että BH 3 kilpailee H +, että hydridin ioni H -.
Happaassa väliaineessa hydrolyysi on täydellinen johtuen H + -ionien runsaudesta.
NaBH 4 on stabiili kuivassa ilmassa. Se ei ole haihtuvaa.
Koska hydridi-ioneja on, natriumboorihydridi on pelkistävä yhdiste. Se sallii karbonyyliryhmän C = O pelkistämisen C-OH: ksi, ts. Karbonyyliyhdisteistä alkoholiksi.
NaBH 4 itsessään ei vähennä C = C-kaksoissidoksia, vaikka niillä on konjugoitu karbonyyliryhmien -C = CC (= O) -.
Kuitenkin, joutuessaan protonihapoilla (kuten HCI) tai Lewis-hapot (kuten BCI 3 tai AICI 3), diboraani B 2 H 6 on muodostettu. Ja jos tämä reaktio suoritetaan, kun läsnä on orgaanisia yhdisteitä, joiden C = C-kaksoissidoksia, diboraaniliuosta B 2 H 6 suorittaa hydroboraatio näiden.
Sopivien katalyyttien ja erityisten olosuhteiden läsnä ollessa natriumboorihydridi voi pelkistää erityyppisiä funktionaalisia ryhmiä.
riskit
Vedessä olevan hydrolyysireaktion lämpö on riittävä syttymään siihen muodostuva vety. Joten on tärkeää olla varovainen käsitellessään sitä.
NaBH 4 syttyy helposti ja palaa helposti.
Saada
Tyypillinen valmiste reaktio NaBH 4 on natriumhydridillä NaH ja B (OCH 3) 3: n lämpötilassa noin 250 ° C:
4 NaH + B (OCH 3) 3 → NaBH 4 + 3 NaOCH 3
Sovellukset
Pelkistyksenä kemialliset reaktiot
Lähteenä H - ionien, NaBH 4 on vähentää yhdiste ja sitä käytetään valmistamaan muita kemiallisia yhdisteitä. Tätä varten sitä käytetään aproottisissa polaarisissa liuottimissa, ts. Ilman H + -protoneja, kuten dimetyylisulfoksidi, heksametyylifosforamidi ja dimetyyliformamidi.
Sitä käytetään pelkistysaineena sekä orgaanisissa että epäorgaanisissa kemiallisissa reaktioissa.
Se sallii pelkistää aldehydit primaarisiksi alkoholiksi ja ketonit sekundaarisiksi alkoholiksi.
Se myös pelkistää alkyylihalogenideja hiilivedyiksi, kuten joddekaaniksi dekaaniksi, bromiddekaanihaposta undekaanihapoksi ja klooridodekaanista dodekaaniksi.
Pelkistäminen ei vaikuta muihin funktionaalisiin ryhmiin, kuten esteriin, karboksyylihappoon, nitriiliin ja sulfoniin, jos se toimii yksinään.
Sen ominaisuus ei vähentää C = C-kaksoissidoksia, vaikka niillä on konjugoitu karbonyyliryhmien -C = CC (= O) -, on mahdollista valmistaa tyydyttymättömien alkoholien -C = C-CH 2 -OH.
Nitratoitujen aromaattisten yhdisteiden pelkistäminen vastaaviksi anilineiksi vaatii katalysaattoreiden, kuten koboltin tai tinakloridin, läsnäolon. Pelkistää disulfideja tioloiksi.
Sopivien olosuhteiden ja katalyyttien läsnä ollessa se sallii karboksyylihappojen, estereiden, amidien, nitriilien, imiinien, epoksidien ja jopa kaksois- ja kolmoissidosten pelkistymisen.
H: n tuotannossa
NaBH 4 voidaan muuttaa polttokennoksi.
NaBH 4: n läsnä ollessa alkalisessa liuoksessa KOH tai NaOH hydrolysoi ja tuottaa vetyä H 2, jota voidaan käyttää polttoaineena polymeeri polttokennon.
Se on myös tutkittu palautuva varastointi materiaali H 2.
NaBH 4 nanohiukkasia syntetisoidaan ja stabiloitu pinta-aktiivisen aineen. Hoidon jälkeen NiCI 2, suojaava kerros tai päällyste on muodostettu, joka säätelee vapautumista H 2 täysin palautuvalla tavalla.
Tämä uusi nanokokoluokan materiaali voisi sallia H 2 puhtaana polttoaineena tuotettu uusiutuvista tavalla.
Vetypolttokennokäyttöinen ajoneuvo. Dr. Artur Braun (Arturbraun). Lähde: Wikimedia Commons.
Massa- ja paperiteollisuudessa
Natriumboorihydridiä käytetään parantamaan massan ja paperin kiiltoa ja muita fysikaalisia ominaisuuksia.
Paperin selluloosamatriisin hajoaminen tapahtuu monimutkaisten prosessien kautta, joihin liittyy hapettuminen. Hydroksyyliryhmät hapetetaan karbonyyliksi ja karboksyyliksi, tämä johtaa paperin värimuutoksen ja sen fysikaalisten ominaisuuksien heikkenemiseen.
Käsittelemällä massaa tai paperia NaBH4: llä, se pelkistää aldehydit ja ketonit -OH-ryhmiksi vaikuttamatta karboksyylihapporyhmiin parantaen stabiilisuutta ja kiiltoa alkuperäisiä arvoja korkeammilla arvoilla.
NaBH 4 parantaa paperin kiiltoa. Kirjoittaja: Rawpixel. Lähde: Pixabay.
Eri käyttötarkoituksissa
Natriumboorihydridiä käytetään jäteveden käsittelemiseen, maunparannusaineena elintarvike- ja juomateollisuudessa, päällysteaineena ja pintakäsittelyyn tupakantuotannossa lääke-, tekstiili- ja teollisuusteollisuudessa. Nahka.
Viitteet
- Christian, ML ja Aguey-Zinsou, K.-F. (2012). Core-Shell-strategia, joka johtaa korkeaan palautuvaan vedyn varastointikapasiteettiin NaBH 4: llä. ACS Nano 2012, 6, 9, 7739-7751. Palautettu pubs.acs.org-sivustosta.
- Nora de Souza, MV ja Alves V., TR (2006). Natriumboorihydridin välittämät viimeisimmät menetelmät yhdisteiden eri luokkien pelkistämisessä. App. Organometal. Chem. 2006; 20: 798-810. Palautettu sivustosta onlinelibrary.wiley.com.
- Imamoto, T. (1991). Vähentäminen. Natriumboorihydridi. Kokonaisvaltaisessa orgaanisessa synteesissä. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
- Tang, LC (1986) paperin stabilointi natriumboorihydridikäsittelyllä. Historiallisissa tekstiili- ja paperimateriaaleissa. Luku 24. Sivut 427-441. Advances in Chemistry, osa 212. Palautettu pubs.acs.org -sivustolta.
- Cotton, F. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kehittynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
- Morrison, Robert Thornton; ja Boyd, Robert Neilson. 1992. Orgaaninen kemia. Prentice Hall. ISBN 81-203-0765-8.
- Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2019). Natriumboorihydridi. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.