НАТРИЈУМ БОРОХИДРИД (НАБХ4): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Натријум борохидрид је неорганска чврста са хемијским формулама НаБХ ₄ . Може се сматрати репрезентативним за алкалне борохидриде и најчешћи је од њих. То је бела кристална чврста супстанца.

Када је у контакту са водом, НаБХ ₄ могу да стварају топлоту и водоник Х ₂ која је запаљива, па се мора руковати опрезно. Због лакоће са којом може да ствара Х ^- хидридне јоне , натријум борхидрид је једињење са умерено редукцијом, због чега се широко користи у хемијским реакцијама у ову сврху.

Натријум борохидрид, НаБХ ₄ , чврст. Ондреј Мангл. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Његово редукционо својство се такође користи у индустрији папира, јер побољшава карактеристике светлости и стабилности целулозе и папира делујући против оксидације целулозе, главне компоненте папира.

Пошто он лако може да формира водоник у присуству воде, истраживана је и могућност његовог коришћења као реверзибилног извора водоника у горивним ћелијама.

Има и друге намене који се заснивају на смањењу својстава, као што је то у фармацеутској индустрији.

Структура

Натријум борохидрид је јонско једињење. Формира га анион борохидрида ^- везан на натријум-катио На ⁺ .

Анион ^- је тетраедар.

Структура натријум борохидрида. Кемикунген Извор: Викимедиа Цоммонс.

Његова структура Левиса је следећа:

Левисова електронска структура НаБХ ₄ . Аутор: Марилу Стеа.

Номенклатура

-Натријум борохидрид

-Натријум-тетрахидроборат

-Натријум-тетрахидророборат

Физичка својства

Физичко стање

Кристално бела чврста супстанца.

Молекуларна тежина

37.84 г / мол

температура самопаљења

∼ 220 ºЦ

Температура разлагања

> 250 ° Ц

Густина

1,074 г / цм ³ на 20 ° Ц

Растворљивост

НаБХ ₄ је растворљив у води (55 г / 100мЛ на 25 ° Ц), где је делимично хидролизован. Топив је у тетрахидрофурану (ТХФ) и нерастворљив је у диетил етру.

Хемијска својства

Натријум борохидрид се раствара у води, где се подвргава почетној разградњи или хидролизи што раствор чини базним, спречавајући даљу хидролизу.

^- + Х ₂ О → Б (ОХ) ₃ + Х ₂ ↑ + ОХ ^-

Ово је објашњено зато што ^- интерагује са Х ⁺ воде, где се Х ⁺ узима хидрид ањон Х ^{- да} се формира Х ₂ . Може се рећи да БХ ₃ конкурира Х ⁺ за хидридни јон Х ^- .

У киселом медијуму хидролиза је завршена због обиља Х ⁺ јона .

НаБХ ₄ је стабилан на сувом ваздуху. Није испарљив.

Натријум борохидрид је захваљујући садржају хидридних јона редуктивних једињења. Омогућује редукцију карбонилне групе Ц = О на Ц-ОХ, односно карбонилна једињења у алкохоле.

НаБХ _{4 сам} по себи не редукује двоструке везе Ц = Ц, чак ни оне повезане са карбонилним групама –Ц = ЦЦ (= О) -.

Међутим, у додиру са протонским киселинама (као што је ХЦл) или Левис-ових киселина (као што Бцл ₃ или АлЦл ₃ ), диборан Б ₂ Х _{6 формира} . А ако ова реакција је изведена у присуству органских једињења са Ц = Ц двоструке везе, на диборан Б ₂ Х ₆ врши Хидроборација ових.

У присуству одговарајућих катализатора и специфичних услова, натријум борхидрид може да смањи различите врсте функционалних група.

Ризици

Топлина реакције хидролизе у води је довољна да се запали водоник који се у њој формира. Зато је важно бити опрезан при руковању с њим.

НаБХ ₄ се лако запали и лако сагорева.

Прибављање

Типична Припрема Реакција НаБХ ₄ је са натријум-хидридом НаХ и Б (ОЦХ ₃ ) ₃ на температури од око 250 ºЦ:

4 НаХ + Б (ОЦХ ₃ ) ₃ → НаБХ ₄ + 3 НаОЦХ ₃

Апликације

У смањењу хемијских реакција

Као извор Х ^- јона , НаБХ ₄ је редукционо једињење и користи се за производњу других хемијских једињења. За то се користи у апротичним поларним растварачима, то јест, без Х ⁺ протона , попут диметил сулфоксида, хексаметилфосфорамида и диметилформамида.

Користи се као редуктивно средство у органским и неорганским хемијским реакцијама.

Омогућује редукцију алдехида у примарне алкохоле, а кетони у секундарне алкохоле.

Такође смањује алкил халогениде на угљоводонице као што су јододекан у декан, бромоундеканојска киселина у ундеканоична киселина, а хлорододекан у додекан.

Ако делује сам, смањење не утиче на остале функционалне групе као што су естер, карбоксилна киселина, нитрил и сулфон.

Његова имовина не смањује Ц = Ц двоструке везе, чак ни оне коњугован са карбонил групе -Ц = ЦЦ (= О) -, омогућава припрему незасићене алкохоле -Ц = Ц-ЦХ ₂ -ОХ.

Да би се смањила нитрирана ароматична једињења на одговарајуће анилине потребно је присуство катализатора као што је кобалт или коситрени хлорид. Смањује дисулфиде у тиолима.

У присуству погодних услова и катализатора, омогућава редукцију карбоксилних киселина, естера, амида, нитрила, имина, епоксида, па чак и двоструких и троструких веза.

У производњи Х

НаБХ ₄ се може претворити у гориву ћелију.

НаБХ ₄ у присуству алкалног КОХ или НаОХ раствора је хидролизован и производи водоник Х ₂ који се може користити као гориво у полимерном електролит горивне ћелије.

Такође је испитивана као реверзибилне чување материјала за Х ₂ .

Наночестице НаБХ ₄ се синтетишу и стабилишу сурфактантом. После третмана са НиЦлж ₂ , заштитни слој или омотач се формира који регулише ослобађање Х ₂ на потпуно реверзибилни начин.

Ова нова нанометриц материјал ће омогућити коришћење Х ₂ као чисто гориво произведено у обновљиве начин.

Возило на водоничне горивне ћелије. Артур Браун (Артурбраун). Извор: Викимедиа Цоммонс.

У индустрији целулозе и папира

Натријум борохидрид се користи за побољшање сјаја и других физичких својстава целулозе и папира.

Деградација целулозне матрице папира догађа се сложеним процесима који укључују оксидацију. Хидроксилне групе се оксидују у карбонил и карбоксил, што доводи до дисколорације папира и смањења његових физичких својстава.

Третирањем каше или папира са НаБХ ₄ , он смањује алдехиде и кетоне до -ОХ група без утицаја на групе карбоксилне киселине, побољшавајући стабилност и сјај на вишим од почетних вредности.

НаБХ ₄ побољшава сјај папира. Аутор: Равпикел. Извор: Пикабаи.

У разне сврхе

Натријум борохидрид се користи за третирање отпадних вода, као средства за појачавање укуса у индустрији хране и пића, као средства за облагање и за површинску обраду, у производњи дувана, у фармацеутској, текстилној и индустријској индустрији. Кожа.

Референце

1. Цхристиан, МЛ и Агуеи-Зинсоу, К.-Ф. (2012). Стратегија Цоре-Схелл која доводи до високог реверзибилног капацитета складиштења водоника за НаБХ ₄ . АЦС Нано 2012, 6, 9, 7739-7751. Опоравак од пубс.ацс.орг.
2. Нора де Соуза, МВ и Алвес В., ТР (2006). Недавне методологије посредоване натријум борохидридом у редукцији различитих класа једињења. Апликација Органометал. Цхем. 2006; 20: 798-810. Опоравак од онлинелибрари.вилеи.цом.
3. Имамото, Т. (1991). Редукција. Натријум борохидрид. У свеобухватној органској синтези. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
4. Танг, ЛЦ (1986) Стабилизација папира третманом натријум борохидридом. Повијесни текстилни и папирни материјали. Поглавље 24. Странице 427-441. Напретци у хемији, том 212. Обновљено од пубс.ацс.орг.
5. Цоттон, Ф. Алберт и Вилкинсон, Геоффреи. (1980). Напредна неорганска хемија. Четврто издање. Јохн Вилеи & Сонс.
6. Моррисон, Роберт Тхорнтон; и Боид, Роберт Неилсон. 1992. Органска хемија. Прентице-Халл. ИСБН 81-203-0765-8.
7. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). Натријум борохидрид. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов.