Borohidrura de sodiu: proprietăți, preparare și aplicare

Borohidrida de sodiu este o substanță foarte reactivă. Studiul proprietăților sale a îmbogățit considerabil chimia organică și anorganică și a rezolvat o serie de probleme analitice importante. Compusul este unul dintre cele mai disponibile pe plan comercial dintre toate borohidridele din grupa metalelor alcalino-pământoase.

Descriere generală

Borohidrida de sodiu este o substanță cristalină inodoră și incoloră. Spre deosebire de alte borohidride de metale alcaline, este relativ stabilă în aer și în apă. Acesta este motivul pentru care se aplică pe scară largă în industria chimică.

Formula empirică pentru borohidrida de sodiu este NaBH₄.

Proprietăți fizice

Următoarele proprietăți fizice sunt caracteristice acestui compus:

• punct de topire - 500 ° C;
• tip de rețea - singonie cubică;
• greutate moleculară 37,843 а. е. м.;
• densitate 1,08 kg/m³;
• higroscopicitate - ridicată;
• conductivitate electrică ridicată în soluție cu amoniac și diglicem.

Proprietăți chimice

Principalele proprietăți chimice ale borohidridei de sodiu sunt următoarele:

• Solubilitate bună în apă, alcooli, amoniac lichid, derivați de amoniac și oxoacizi; solubilitate slabă în eter dietilic și compuși de hidrocarburi;
• în soluții neacvatice se observă reacția de schimb cu halogenuri de litiu, magneziu, bariu, aluminiu;
• din apă, substanța se cristalizează sub formă de NaBH dihidrat₄-2H₂O;
• Atunci când reacționează cu azotul, amoniacul se reduce;
• uscarea dihidratului se poate face numai în condiții de vid;
• formarea de solvenți în reacție cu dimetilformamidă, acetamidă.

Această substanță este foarte reactivă și reductivă. Al doilea tip de proces are loc la parametri diferiți:

• absența solventului;
• în soluții apoase;
• În medii organice;
• în soluții cu un interval acid-alcalin larg.

Obținerea

Sinteza acestui compus se realizează în mai multe moduri. Tipuri de bază reacțiile sunt descrise mai jos:

• diboran cu hidrură de sodiu sau cu metilat de sodiu:

2NaH + B₂H₆ → 2NaBH₄ ,

3CH₃ONa + 2B₂H₆ → 3NaBH₄ + B(OCH₃)₃;

• dimetoxiboran cu trimetoxiborhidridă de sodiu:

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

• hidrură de sodiu cu eter boro-etilic:

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

• hidrură de sodiu cu triclorură de bor sau anhidridă borică:

BX₃ + 4NaH → NaBH₄ + 3NaX ,

X = Cl, 1/2 * O.

Substanța tehnică obținută se purifică prin extracție sau recristalizare din diferiți solvenți.

Aplicații

Borohidrida de sodiu este utilizată în următoarele scopuri:

• sinteză anorganică și organică fină;
• prepararea cenușii metalice;
• studierea structurii substanțelor;
• determinarea cineticii reacțiilor chimice;
• Prepararea borohidridele altor metale și a derivaților acestora;
• Regenerarea metalelor prețioase (platină, paladiu, argint, aur) din soluții apoase uzate ca produse de analiză de laborator sau de producție industrială
• producerea de hidrogen gazos pur;
• spumare a materialelor sintetice pe bază de poliester, alcool polivinilic și polistiren
• sinteza compușilor de bor (diboran, triiodură de bor, hidrazinmonoboran, etilaminoboran, borosulfură de sodiu și altele)
• producția de acoperiri poroase de izolație termică.

Tabletele de acid oxalic, citric, succinic, hidrosulfați, hidrofosfați, carbon acoperit cu săruri de cobalt, platină sau paladiu sunt utilizate ca catalizatori pentru extracția hidrogenului din borohidrură în apă.

Acoperiri metalice

Borohidrida de sodiu este, de asemenea, utilizată pentru a produce acoperiri de tip metal-boron cu caracteristici bune de performanță:

• duritate ridicată;
• rezistență la uzură;
• rezistență la coroziune;
• punct de topire ridicat.

Metoda borohidridei permite realizarea de acoperiri la o temperatură scăzută (aproximativ 40 °C) pe bază de cupru, argint, aur, fier, nichel, cobalt, paladiu, platină și alte metale. Diferite componente (sulfiți, sulfiți, tiosulfați) pot fi utilizate ca aditivi, ceea ce face posibilă obținerea de aliaje cu două și trei componente cu proprietăți noi.