Borohydrid sodný: vlastnosti, príprava a aplikácia

Borohydrid sodný je látka s vysokou reaktivitou. Štúdium jeho vlastností umožnilo výrazne obohatiť organickú a anorganickú chémiu o informácie, ako aj vyriešiť množstvo dôležitých analytických úloh. Táto zlúčenina je jednou z priemyselne najrozvinutejších spomedzi všetkých borohydridov kovov skupiny alkalických zemín.

Všeobecný popis

Borohydrid sodný je bezfarebná kryštalická látka bez zápachu. Na rozdiel od iných borohydridov alkalických kovov má relatívnu stabilitu vo vzduchu a vode. Je to spôsobené jeho širokým uplatnením v chemickom priemysle.

Empirický vzorec borohydridu sodného má formu: NaBH₄.

Fyzikálne vlastnosti

Pre túto zlúčeninu sú charakteristické nasledujúce fyzikálne vlastnosti:

• teplota topenia-500 °C;
• Typ kryštálovej mriežky je kubická syngónia;
• molekulová hmotnosť-37,843 a. . m.;
• hustota – 1,08 kg / m³;
• hygroskopickosť-vysoká;
• vysoká elektrická vodivosť v roztoku s amoniakom a diglimom.

Chemické Vlastnosti

Hlavné chemické vlastnosti borohydridu sodného sú nasledujúce:

• dobrá rozpustnosť vo vode, alkoholoch, kvapalnom amoniaku, v derivátoch amoniaku a oxokyselinách; slabá rozpustnosť v dietyléteri, uhľovodíkových zlúčeninách;
• v nevodných roztokoch sa pozoruje výmenná reakcia s halogenidmi lítia, horčíka, bária a hliníka;
• látka kryštalizuje z vody vo forme dihydrátu NaBH₄-2H₂O;
• pri reakcii s dusíkom sa amoniak zníži;
• sušenie dihydrátu je možné vykonať iba za podmienok vákua;
• v reakcii s dimetylformamidom, acetamidom dochádza k tvorbe solvátov.

Táto látka má vysokú reaktivitu a redukčnú schopnosť. Druhý typ procesu prebieha pri rôznych parametroch:

• neprítomnosť rozpúšťadla;
• vo vodných roztokoch;
• v organickom prostredí;
• v roztokoch so širokým rozsahom acidobázického indexu.

Prijímajúci

Syntéza tejto zlúčeniny sa uskutočňuje von niekoľkými spôsobmi. Hlavné typy reakcie sú opísané nižšie:

• diborán s hydridom alebo metylátom sodným:

2NaH + B₂H₆ → 2NaBH₄ ,

3CH₃ONa + 2B₂H₆ → 3NaBH₄ + B (OCH₃)₃;

• dimetoxyborán s trimetoxyborohydridom sodným:

2NaBH (OCH₃)₃ + 3 (CH₃O)₂BH₃= NaBH₄ + 3B (OCH₃)₃;

• hydrid sodný s bornoetyléterom:

4NaH + B (OCH₂CH₃)₃ → NaBH₄ + 3NaOCH₂CH₃;

• z hydridu sodného s chloridom boritým alebo anhydridom boritým:

BX₃ + 4NaH → NaBH₄ + 3NaX ,

X = Cl, 1/2 * O.

Výsledná technická látka sa čistí extrakciou alebo rekryštalizáciou z rôznych rozpúšťadiel.

Aplikácia

Borohydrid sodný sa používa na tieto účely:

• jemná anorganická a organická syntéza;
• Výroba kovových solov;
• skúmanie štruktúry látok;
• stanovenie kinetiky chemických reakcií;
• príprava borohydridov ostatných kovov a ich derivátov;
• regenerácia drahých kovov (platina, paládium, Striebro, zlato) z použitých vodných roztokov, ktoré sú produktmi laboratórnej analýzy alebo priemyselnej výroby;
• výroba čistého plynného vodíka;
• penenie syntetických materiálov na báze polyesterov, polyvinylalkoholu a peny;
• syntéza zlúčenín bóru (diborán, trijodid boritý, hydrazín monoborán, etylaminborán, borosulfid sodný a ďalšie);
• výroba pórovitých tepelnoizolačných náterov.

Ako katalyzátory na uvoľňovanie vodíka z borohydridu vo vode sa používajú tablety kyseliny šťaveľovej, citrónovej, jantárovej, hydrosulfátov, hydrosforečnanov, uhlia potiahnutého soľami kobaltu, platiny alebo paládia.

Kovové nátery

Borohydrid sodný sa tiež používa na výrobu povlakov typu "kov-bór", ktoré sa vyznačujú dobrými výkonnostnými vlastnosťami:

• vysoká tvrdosť;
• odolnosť proti opotrebovaniu;
• odolnosť proti korózii;
• vysoká teplota topenia.

Metóda borohydridu umožňuje vyrábať povlaky pri nízkej teplote (asi 40 ° C) na báze medi, striebra, zlata, železa, niklu, kobaltu, paládia ,platiny a iných kovov. Ako prísady sa môžu použiť rôzne zložky (siričitany, siričitany, tiosírany), čo umožňuje získať dvoj - a trojzložkové zliatiny s novými vlastnosťami.