Boroidride di sodio (NABH4) struttura, proprietà, usi

Lui boro di sodio È un solido inorganico la cui formula chimica è Nabh₄. Può essere considerato rappresentativo del boroidruro alcalino ed è il più comune di questi. È un solido bianco cristallino.

Al contatto con l'acqua, il Nabh₄ può generare calore e idrogeno H₂ che è carburante, quindi deve essere gestito con cautela. Per la facilità con cui può generare ioni idruri h^-, Il boro di sodio è un composto che riduce moderatamente, quindi è ampiamente utilizzato nelle reazioni chimiche a questo scopo.

Boroidride di sodio, Nabh₄, solido. Ondřej mangl [dominio pubblico]. Fonte: Wikimedia Commons.

La sua proprietà riducente viene utilizzata anche nel settore della carta, poiché consente di migliorare le caratteristiche della luminosità e della stabilità della polpa e della carta quando agiscono contro l'ossidazione della cellulosa, componente principale della carta.

Poiché in presenza di acqua può facilmente formare idrogeno, è stata anche studiata la possibilità di usarlo come fonte di idrogeno reversibile nelle celle a combustibile.

Ha altri usi tutti in base alla sua proprietà riducente, come nell'industria farmaceutica.

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Struttura

Il boro di sodio è un composto ionico. È formato da anione boroidride [BH₄"^- Insieme alla na catione di sodio⁺.

L'anione [BH₄"^- È tetraedrico.

Struttura di boroidride di sodio. Kemikungen [dominio pubblico]. Fonte: Wikimedia Commons.

La sua struttura Lewis è la seguente:

Struttura elettronica di Nabh Lewis₄. Autore: Marilú Stea.

Nomenclatura

-Boro di sodio

-Tetraidroato di sodio

-Sodio tetraidrurorat

Proprietà fisiche

Stato fisico

Solido bianco cristallino.

Peso molecolare

37,84 g/mol

Temperatura di autorezione

∼ 220 ºC

temperatura di decomposizione

> 250 ºC

Densità

1.074 g/cm³ a 20 ºC

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Solubilità

Il nabh₄ È abbastanza solubile in acqua (55 g/100 ml a 25 ° C), dove parzialmente idrolizzati. È solubile in tetraidrofurano (THF) ed è insolubile nella dieta etere.

Proprietà chimiche

Il boro di sodio viene sciolto in acqua, dove subisce una decomposizione iniziale o idrolisi che rende la soluzione di base, che impedisce l'idrolisi successiva.

[BH₄"^- + H₂O → B (OH)₃ + H₂↑ + Oh^-

Questo è spiegato perché [BH₄"^- Interagisci con h⁺ Di acqua, dove h⁺ Prendi un anione Hidruro H^- Formare h₂. Si può dire che il BH₃ compete con h⁺ Per l'idruro h^-.

Nel mezzo acido l'idrolisi è completa a causa dell'abbondanza di ioni H⁺.

Il nabh₄ È stabile in aria secca. Non è volatile.

A causa del suo contenuto di ioni idruro, il boro di sodio è un composto riducente. Permette di ridurre il gruppo carbonilico C = o a c-oh, cioè composti carbonilici agli alcoli.

Il nabh₄ Da solo non riduce i doppi legami c = c, nemmeno i coniugati con i gruppi carbonilici -C = c -c (= o)-.

Tuttavia, quando si entra in contatto con acidi protonici (come HCL) o acidi Lewis (come BCL₃ o Alcl₃) Si forma diborano b₂H₆. E se questa reazione viene eseguita in presenza di composti organici con doppi legami c = c il diborano B₂H₆ Esegue l'idrobazio di questi.

In presenza di catalizzatori appropriati e condizioni specifiche il boro di sodio può ridurre vari tipi di gruppi funzionali.

Rischi

Il calore della reazione di idrolisi in acqua è sufficiente per accendere l'idrogeno che si forma in esso. Quindi è importante fare attenzione quando lo manipola.

Il nabh₄ È facilmente acceso ed è facilmente bruciato.

Ottenimento

La tipica reazione di preparazione NABH₄ È attraverso l'idruro di sodio nah e b (Och₃)₃ A una temperatura di circa 250 ºC:

Può servirti: elettrolisi dell'acqua

4 nah + b (Och₃)₃ → Nabh₄ + 3 Naoch₃

Applicazioni

Nelle reazioni chimiche di riduzione

Per essere una fonte di henes h^-, Il nabh₄ È un composto riducente e viene utilizzato per preparare altri composti chimici. Per fare questo, è usato nei solventi polari apratotici, cioè senza protoni H⁺, come dimetilsolfossido, esametilfosfora e dimetiloformamide.

È usato come agente riducente nelle reazioni di chimica sia organica che inorganica.

Permette di ridurre aldeidi agli alcoli primari e ai chetoni agli alcoli secondari.

Riduce anche gli alogenuri alchilici a idrocarburi come lo iododan a Dean.

Se agisce da solo, quando si effettua la riduzione non influisce su altri gruppi funzionali come estere, acido carbossilico, nitrile e solfone.

La sua proprietà di non ridurre i doppi legami C = C, nemmeno i coniugati con i gruppi carbonilici -C = C-C (= O)-, consente di preparare alcoli insaturi -C = C-CH₂-OH.

Per ridurre i nitrado dei composti aromatici alle loro corrispondenti aniline richiede la presenza di catalizzatori come il cloruro di cobalto o la stagno. Ridurre i disolfuri ai tiolle.

In presenza di condizioni e catalizzatori appropriati, consente di ridurre acidi carbossilici, esteri, mezzo, nitrili, imina, epossidi e persino doppi e tripli legami.

In h₂ Nelle celle a combustibile

Il nabh₄ Può essere trasformato in una cella a combustibile.

Il nabh₄ In presenza di una soluzione alcalina di KOH o NaOH è idrolizzata e produce idrogeno H₂ che può essere utilizzato come carburante in una batteria di carburante elettrolitico polimerico.

È stato anche studiato come materiale H per la conservazione H di H₂ reversibilmente.

Le nanoparticelle di Nabh sono sintetizzate₄ e stabilizzare con un tensioattivo. Dopo un trattamento con NICL₂ Si forma uno strato o un rivestimento protettivo che regola il rilascio di H₂ completamente reversibile.

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Questo nuovo materiale nanometrico consentirebbe l'uso di H₂ Come combustibile pulito e rinnovabile prodotto.

Veicolo che funziona con le celle a combustibile idrogeno. Dottore. Artur Braun (Arturbraun) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nell'industria della polpa e della carta

Il boro di sodio viene utilizzato per migliorare la luminosità e altre proprietà fisiche di polpa e carta.

La degradazione della matrice cellulosica dell'articolo si verifica attraverso processi complessi che comportano l'ossidazione. I gruppi idrossilici ossidano il carbonile e il carbossil, questo porta allo scolorimento della carta e alla riduzione delle proprietà fisiche.

Quando si tratta la polpa o la carta con Nabh₄, Ciò riduce aldeidi e chetoni ai gruppi -OH senza influire sui gruppi carbossilici acidi, migliorando la stabilità e la luminosità a valori superiori alle iniziali.

Il nabh₄ consente di migliorare la luminosità della carta. Autore: Rawpixel. Fonte: Pixabay.

In diversi usi

Il boro di sodio viene utilizzato per trattare le acque reflue, come agente improprio del sapore nell'industria alimentare e delle bevande, come agente di rivestimento e per il trattamento delle superfici, nella produzione di tabacco, nel settore farmaceutico, tessile e tessile in pelle.

Riferimenti

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