Štruktúra borohydridu sodného (NABH4), vlastnosti, použitie

On bór sodný Je to anorganická tuhá látka, ktorej chemický vzorec je nabh₄. Môže sa považovať za reprezentatívny pre alkalické borohydruros a je z nich najbežnejším. Je to kryštalická biela pevná látka.

Po kontakte s vodou, nabh₄ môže vytvárať teplo a vodík H₂ čo je palivo, takže sa musí zaobchádzať opatrne. Pre ľahkosť, s akou môže generovať hydridové ióny h^-, Bór sodný je mierne redukčná zlúčenina, takže sa na tento účel široko používa v chemických reakciách.

Borohydrid sodný, NABH₄, tuhý. Ondřej Mangl [verejná doména]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Jeho redukčná vlastnosť sa používa aj v papierovom priemysle, pretože umožňuje zlepšiť charakteristiky jasu a stability buničiny a papiera pri pôsobení proti oxidácii celulózy, hlavnej zložky papiera.

Pretože v prítomnosti vody môže ľahko tvoriť vodík, skúmala sa aj možnosť jeho použitia ako reverzibilného zdroja vodíka v palivových článkoch.

Má ďalšie použitia na základe jeho redukčného majetku, napríklad vo farmaceutickom priemysle.

[TOC]

Štruktúra

Bór sodný je iónová zlúčenina. Je tvorený aniónom borohydridu [bh₄]^- spolu s katiónom sodným⁺.

Anión [bh₄]^- Je to štrk.

Štruktúra borohydridu sodného. Kemikungen [verejná doména]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Jeho štruktúra Lewis je nasledovná:

Elektronická štruktúra nabh Lewis₄. Autor: Marilú Stea.

Menovanie

-Bór sodný

-Tetrahydroát sodný

-Tetrahydrurorat sodný

Fyzikálne vlastnosti

Fyzický stav

Kryštalická biela pevná látka.

Molekulová hmotnosť

37,84 g/mol

Teplota

∼ 220 ° C

Teplota rozkladu

> 250 ° C

Hustota

1 074 g/cm³ pri 20 ° C

Môže vám slúžiť: Grignard Reagent: Príprava, aplikácie, príklady

Rozpustnosť

Nabh₄ Je celkom rozpustný vo vode (55 g/100 ml pri 25 ° C), kde čiastočne hydrolyzuje. Je rozpustný v tetrahydrofurane (THF) a je nerozpustný v ditel éteru.

Chemické vlastnosti

Bór sodný sa rozpustí vo vode, kde trpí počiatočným rozkladom alebo hydrolýzou, vďaka ktorej je roztok základný, čo zabraňuje následnej hydrolýze.

[BH₄]^- + H₂O → B (OH)₃ + H₂↑ + Oh^-

To je vysvetlené, pretože [BH₄]^- interagovať s h⁺ Vody, kde h⁺ Vezmite hydrid^- Na vytvorenie h₂. Dá sa povedať, že BH₃ súťaží s H⁺ Pre hydrid h^-.

V kyslej strednej hydrolýze je kompletná kvôli množstvu H iónov⁺.

Nabh₄ Je stabilný v suchom vzduchu. Nie je to prchavé.

Vďaka obsahu hydridového iónu je bór sodný redukčnou zlúčeninou. Umožňuje znížiť karbonylovú skupinu C = o C-OH, to znamená karbonylové zlúčeniny na alkoholy.

Nabh₄ Samotné neznižuje dvojité väzby c = c, ani konjugáty s karbonyl skupinami -c = c -c (= o)-.

Avšak pri príchode do kontaktu s protonovými kyselinami (napríklad HCl) alebo Lewisovými kyselinami (napríklad BCL₃ alebo ALCL₃) Sa vytvára Diborano B₂H₆. A ak sa táto reakcia vykonáva v prítomnosti organických zlúčenín s dvojitými väzbami C = C Diborano B₂H₆ Vykonáva ich hydrobacion.

V prítomnosti vhodných katalyzátorov a špecifických podmienok môže bór sodný znížiť rôzne typy funkčných skupín.

Riziká

Teplo hydrolýzovej reakcie vo vode stačí na zapnutie vodíka, ktorý je v ňom vytvorený. Preto je dôležité byť opatrný pri manipulácii.

Nabh₄ Je ľahko zapnutý a ľahko sa spáli.

Získanie

Typická reakcia na prípravu NABH₄ Je to cez hydrid sodný NAH a B (Och₃)₃ Pri teplote asi 250 ° C:

Môže vám slúžiť: elektrolýza vody

4 NAH + B (OCH₃)₃ → Nabh₄ + 3 Naoch₃

Žiadosti

Pri chemických reakciách redukcie

Za to, že je zdrojom honov h^-, Nabh₄ Je to redukčná zlúčenina a používa sa na prípravu ďalších chemických zlúčenín. Na tento účel sa používa v apratotických polárnych rozpúšťadlách, tj bez H protónov⁺, ako je dimetylsulfoxid, hexametylfosforálny a dimetyloloformid.

Používa sa ako redukčné činidlo v organických aj anorganických reakciách chémie.

Umožňuje redukovať aldehydos na primárne alkoholy a ketóny na sekundárne alkoholy.

Znižuje tiež alkylhalogenidy na uhľovodíky, ako je jododan na dekana.

Ak pôsobí samostatne, pri redukcii neovplyvňuje iné funkčné skupiny, ako je ester, kyselina karboxylová, nitril a sulfón.

Jeho vlastnosť neznižuje dvojité väzby c = c, dokonca ani konjugáty s karbonylovými skupinami -c = c-c (= o)-umožňuje vám pripraviť nenasýtené alkoholy -c =₂-Oh.

Na zníženie aromatických zlúčenín nitrados na ich zodpovedajúce anilíny vyžadujú prítomnosť katalyzátorov, ako je chlorid kobaltu alebo cín. Znížte disulfidy na tioly.

V prítomnosti vhodných podmienok a katalyzátorov umožňuje redukovať karboxylové kyseliny, estery, uprostred, dusičnany, imin, epoxidy a dokonca aj dvojité a trojité väzby.

V h₂ V palivových článkoch

Nabh₄ Môže sa zmeniť na palivový článok.

Nabh₄ V prítomnosti alkalického roztoku KOH alebo NaOH je hydrolyzovaný a produkuje vodík H₂ ktoré sa môžu použiť ako palivo v polymérnej elektrolytovej palivovej batérii.

Bol tiež skúmaný ako materiál H na skladovanie H₂ zvrátene.

Nanočastice NABH sú syntetizované₄ a stabilizujte pomocou povrchovo aktívnej látky. Po liečbe NICL₂ Vytvára sa ochranná vrstva alebo povlak, ktorý reguluje uvoľňovanie H₂ úplne reverzibilne.

Môže vám slúžiť: dusičnan strieborný (AGNO3): Štruktúra, vlastnosti, použitie, toxicita

Tento nový nanometrický materiál by umožnil použitie H₂ ako čisté a obnoviteľné palivo.

Vozidlo, ktoré pracuje s vodíkovými palivovými článkami. DR. Artur Braun (Artubraun) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

V priemysle buničiny a papiera

Bór sodný sa používa na zlepšenie jasu a iných fyzikálnych vlastností buničiny a papiera.

Degradácia celulózovej matrice papiera sa vyskytuje prostredníctvom komplexných procesov, ktoré zahŕňajú oxidáciu. Hydroxylové skupiny oxidujú karbonyl a karboxyl, čo vedie k sfarbeniu papiera a zníženiu fyzikálnych vlastností.

Pri liečbe buničiny alebo papiera nabh₄, To redukuje aldehydos a ketóny na skupiny -OH bez ovplyvnenia kyslých karboxylových skupín, zlepšuje stabilitu a jas na hodnoty väčšie ako iniciály.

Nabh₄ umožňuje zlepšiť jas papiera. Autor: Rawpixel. Zdroj: Pixabay.

Na niekoľkých použitiach

Bór sodný sa používa na ošetrenie odpadových vôd, ako srdečného činidla v potravinárskom a nápojovom priemysle, ako povlaku a na ošetrenie povrchov, pri výrobe tabaku, vo farmaceutickej, textilnej a textilnej koženej koženej kože.

Odkazy

1. Christian, M.L. a Aguey-Zinsou, K.-F. (2012). Stratégia jadrovej siete vedúca k vysoko reverzibilnej kapacite skladovania vodíka pre NABH₄. ACS Nano 2012, 6, 9, 7739-7751. Získané z krčiem.ACS.orgán.
2. Nora de Souza, m.Vložka. a Alves v., Tón.R. (2006). Nedávne metodiky sprostredkované borohydridom sodným pri znižovaní rôznych tried zlúčenín. Aplikácia. Organometálny. Chem. 2006; 20: 798-810. Zdroj: z online knižnice.Mravný.com.
3. IMamoto, T. (1991). Zníženie. Borohydrid sodný. Pri porozumení organickej syntézy. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
4. Tang, L.C. (1986) Stabilizácia papiera pomocou ošetrenia borohydridu sodným. V historických textilných a papierových materiáloch. Kapitola 24. Strany 427-441. Pokroky v chémii, zväzok 212. Získané z krčiem.ACS.orgán.
5. Bavlna, f. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chémia. Štvrté vydanie. John Wiley & Sons.
6. Morrison, Robert Thornton; a Boyd, Robert Neilson. 1992. Organická chémia. Hara. ISBN 81-203-0765-8.
7. Alebo.Siež. Lekárska knižnica. (2019). Borohydrid sodný. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda.