Lastnosti natrijevega hidrida (NaH), reaktivnost, nevarnosti in uporabe



The natrijevega hidrida je anorganska spojina s formulo NaH. Ima ionsko vez med natrijem in hidridom. Njegova struktura je prikazana na sliki 1. Predstavlja solne hidride, kar pomeni, da je hidrid podoben soli, sestavljen iz Na + in H-ionov, v nasprotju z bolj molekularnimi hidridi, kot so boran, metan, amoniak. in vodo.

Kristalna struktura ima koordinacijsko številko 6, kjer je vsaka natrijeva molekula obdana z 8 hidridnimi ioni, ki imajo oktaedrično obliko in je prikazana na sliki 2 (Mark Winter [Univerza v Sheffieldu in WebElements Ltd, 1993-2016).

Spojino pripravimo z neposredno reakcijo med natrijem in vodikovim plinom (formula natrijevega hidrida - uporabe, lastnosti, struktura in formula natrijevega hidrida, 2005-2017), kot sledi:

H2 + 2Na → 2NaH

Natrijev hidrid se trži kot 60% w / w disperzijska oblika (masni odstotek) v mineralnem olju za varno ravnanje (SODIUM HYDRIDE, s.f.).

Indeks

  • 1 Fizikalne in kemijske lastnosti natrijevega hidrida
  • 2 Reaktivnost in nevarnosti
  • 3 Uporabe
  • 4 Reference

Fizikalne in kemijske lastnosti natrijevega hidrida

Natrijev hidrid je bel, če je čist, čeprav je na splošno pridobljen v sivi ali srebrni barvi. Njegov videz je prikazan na sliki 3.

NaH ima molekulsko maso 23,99771 g / mol, gostoto 1,396 g / ml in tališče 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Netopen je v amoniaku, benzenu, ogljikovem tetrakloridu in ogljikovem disulfidu (Nacionalni center za biotehnološke informacije, s.f.).

Spojina je zelo nestabilna. Čisti NaH se lahko zlahka vname v zraku. Ko pride v stik z vodo, ki je prisotna v zraku, sprošča zelo vnetljiv vodik.

Ko je odprt za zrak in vlago, se NaH po reakciji zlahka hidrolizira v močno korozijsko bazo natrijevega hidroksida (NaOH):

NaH + H20 → NaOH + H2

V tej reakciji lahko opazimo, da se natrijev hidrid obnaša kot baza. To je posledica elektronegativnosti.

Natrij ima bistveno manjšo elektronegativnost (≈1.0) kot vodik (≈2.1), kar pomeni, da vodik ekstrahira elektronsko gostoto proti sebi, odmika se od natrija, da proizvede natrijev kation in anion. hidrida.

Da je spojina Brønstedova kislina, mora ločiti elektronsko gostoto od vodika, to je, povezati ga z elektronegativnim atomom, kot so kisik, fluor, dušik itd. Šele takrat se lahko formalno opiše kot H + in se lahko kot tak loči.

Hidrid je veliko bolje opisan kot H- in ima prosti par elektronov. Kot taka je baza Brønsted, ne kislina. Dejansko, če razširite definicijo Brønstedove kisline / baze na način, kot je Lewis naredil, boste prišli do zaključka, da je natrij (Na +) tukaj kislinska vrsta tukaj.

Brønstedov kislinsko-bazični reakcijski produkt H-baze in H + kislina postane H2. Ker se kislinski vodik ekstrahira neposredno iz vode, se lahko vodikov plin mehča, s čimer se premakne ravnotežje, tudi če reakcija ni termodinamično ugodna..

Ostanek OH-ionov lahko zapišemo s preostalim Na + kationom, da dobimo natrijev hidroksid (Zakaj je trdna natrijeva hidridna in ne kislina, ko reagira z vodo?, 2016).

Reaktivnost in nevarnosti

Spojina je močno redukcijsko sredstvo. Napade SiO2 v steklu. Vžge se pri stiku s plinastimi F2, Cl2, Br2 in I2 (slednje pri temperaturah nad 100 ° C), zlasti v prisotnosti vlage, da se tvorijo HF, HCl, HBr in HI.

Reagira z žveplom, da dobimo Na2S in H2S. Lahko reagira eksplozivno z dimetil sulfoksidom. Učinkovito reagira z acetilenom, tudi pri -60 ° C..

Sproži reakcijo polimerizacije v etil-2,2,3-trifluoropropionatu, tako da se ester razkroji nasilno. Prisotnost dietil sukcinata in etil trifluoroacetata v reakciji je povzročila eksplozije (SODIUM HYDRIDE, 2016).

Natrijev hidrid se šteje za jedko za kožo ali oči zaradi potenciala kavstičnih stranskih produktov reakcij z vodo..

Če pride v stik z očmi, jih je treba vsaj 15 minut izpirati z veliko količino vode, pod vekami in takoj poiskati zdravniško pomoč..

Če pride v stik s kožo, takoj očistite in sperite prizadeto območje z vodo. Če draženje ne izgine, poiščite zdravniško pomoč.

Je škodljiv zaradi zaužitja zaradi reakcije na vodo. Ne izzvati bruhanja. Takoj poiščite zdravniško pomoč in žrtev prenesite v zdravstveni center.

Disperzija natrijevega hidrida v olju ni prah. Vendar material, ki reagira, lahko oddaja fino jedko meglo. Pri vdihavanju usta sperite z vodo in žrtev prenesite na mesto s svežim zrakom. Prizadevati si je treba za zdravniško pomoč (Rhom in Hass Inc., 2007)..

Uporabe

Glavna uporaba natrijevega hidrida je izvedba reakcij kondenzacije in alkiliranja, ki nastanejo z nastankom karbaniona (ki ga katalizira baza)..

Natrijev hidrid v olju spominja na natrijeve in natrijeve kovinske alkoholate, saj lahko deluje kot deprotonirno sredstvo v acetoacetičnem estru, Claisen, Stobbe, Dieckmann in drugih sorodnih reakcijah. V primerjavi s preostalimi kondenzacijskimi sredstvi ima pri tem naslednje prednosti:

  1. To je močnejša osnova, kar povzroči bolj neposredno deprotonacijo.
  2. Presežek ni potreben.
  3. Proizveden H2 daje merilo obsega reakcije.
  4. Sekundarne reakcije, kot so zmanjšanja, se odpravijo.

Alkilacije aromatskih in heterocikličnih aminov, kot sta 2-aminopiridin in fenotiazin, z lahkoto dosežemo pri visokem izkoristku z uporabo zmesi toluen-metilformamida. Koncentracija dimetilformamida je spremenljivka, ki se uporablja za nadzor hitrosti reakcije (HINCKLEY, 1957).

Predlagana je bila uporaba natrijevega hidrida za shranjevanje vodika za uporabo v vozilih z gorivnimi celicami, pri čemer je bil hidrid zaprt v plastičnih zrncih, ki so zdrobljene v prisotnosti vode za sproščanje vodika..

Reference

  1. HINCKLEY, M.D. (1957). Proizvodnja, ravnanje in uporaba natrijevega hidrida. Napredek v kemiji, letnik 19, 106-117.
  2. Mark Winter [Univerza v Sheffieldu in WebElements Ltd, U. (1993–2016). Natrijev: natrijev hidrid. Vzpostavljeno iz WebElements: webelements.com.
  3. Nacionalni center za biotehnološke informacije. (s.f.). PubChem Compound Database; CID = 24758. Vzpostavljeno iz PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Rhom in Hass inc. (2007, december). Natrijev hidrid 60% disperzija v olju. Vzpostavljeno iz spletnega mesta dow.com.
  5. Royal Society of Chemistry. (2015). Natrijev hidrid. Vzeto iz ChemSpider: chemspider.com.
  6. Natrijev hidrid. (2016). Vzpostavljeno iz cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  7. Formula natrijevega hidrida - Uporaba, lastnosti, struktura in formula natrijevega hidrida. (2005–2017). Vzpostavljeno iz Softschools.com: softschools.com.
  8. Natrijev hidrid. (s.f.). Pridobljeno iz kemičnih izdelkov21: chemicalland21.com.
  9. Zakaj je na osnovi trdnega natrijevega hidrida in ne kisline, ko reagira z vodo? (2016, 20. april). Vzpostavljeno iz stackexchange: chemistry.stackexchange.com.