borohydrid sodný je vysoce reaktivní látka. Studium jeho vlastností umožnilo významně obohatit organickou i anorganickou chemii o informace a také vyřešit řadu důležitých analytických problémů. Tato sloučenina je jednou z nejprůmyslovějších mezi všemi borohydridy kovů alkalických zemin.
Obecný popis
Borohydrid sodný je bezbarvá krystalická látka bez zápachu. Na rozdíl od jiných borohydridů alkalických kovů je relativně stabilní na vzduchu a ve vodě. Je to kvůli jeho širokému použití v chemickém průmyslu.
Empirický vzorec pro borohydrid sodný je: NaBH4.
Fyzikální vlastnosti
Tato sloučenina má následující fyzikální vlastnosti:
- bod tání – 500 °C;
- typ krystalové mřížky – kubická syngonie;
- molekulární hmotnost – 37, 843 a.u. e. m.;
- hustota – 1,08 kg/m3;
- hygroskopicita – vysoká;
- vysoká elektrická vodivost v roztoku s amoniakem a diglymem.
Chemické vlastnosti
Hlavní chemické vlastnosti borohydridu sodného jsou následující:
- dobrá rozpustnost ve vodě, alkoholech, kapalném amoniaku, derivátech amoniaku a oxokyselinách; špatný - v diethyletheru, uhlovodíkové sloučeniny;
- v nevodných roztocích je pozorována výměnná reakce s halogenidy lithia, hořčíku, barya, hliníku;
- z vody látka krystalizuje ve formě dihydrátu NaBH4-2H2O;
- při reakci s dusíkem se snižuje amoniak;
- sušení dihydrátu lze provádět pouze ve vakuu;
- při reakci s dimethylformamidem acetamidem dochází k tvorbě solvátů.
Tato látka je vysoce reaktivní a redukční. Druhý typ procesu má různé parametry:
- bez rozpouštědla;
- ve vodných roztocích;
- v organických prostředích;
- v roztocích se širokým rozsahem acidobazického indexu.
Přijmout
Tato sloučenina je syntetizována několika způsoby. Hlavní typy reakcí jsou popsány níže:
diboran s hydridem nebo methylátem sodným:
2NaH + B2H6 → 2NaBH4 , 3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH 4 + B(OCH3)3;
dimethoxyboran strimethoxyborohydrid sodný:
2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O) 2BH3=NaBH4 + 3B(OCH3) 3;
hydrid sodný s ethylboretherem:
4NaH + B(OCH2CH3)3 → NaBH 4 + 3NaOCH2CH3;
hydrid sodný s chloridem boritým nebo anhydridem boritým:
BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX, X=Cl, 1/2O.
Výsledná technická látka se čistí extrakcí nebo rekrystalizací z různých rozpouštědel.
Aplikace
borohydrid sodný se používá pro následující účely:
- jemná anorganická a organická syntéza;
- získávání kovových solů;
- studium struktury látek;
- určení kinetiky chemických reakcí;
- získávání borohydridů jiných kovů a jejich derivátů;
- regenerace drahých kovů (platina, palladium, stříbro, zlato) z odpadních vodných roztoků, které jsou produkty laboratorní analýzy nebo průmyslové výroby;
- získávání čistého plynného vodíku;
- pěnivé syntetické materiály na bázi polyesteru, polyvinylalkoholu a pěny;
- syntéza sloučenin boru (diboran, jodid boritý, hydrazin monoboran, ethylamineboran, borosulfid sodný a další);
- získání porézních tepelně izolačních povlaků.
Jako katalyzátory pro uvolňování vodíku z borohydridu ve vodě se používají tablety kyseliny šťavelové,kyselina citrónová, kyselina jantarová, hydrosírany, hydrofosforečnany, uhlík potažený solemi kob altu, platiny nebo palladia.
Povlaky na kov
borohydrid sodný se také používá pro vysoce výkonné povlaky kov-bor:
- vysoká tvrdost;
- odolný proti opotřebení;
- odolnost proti korozi;
- vysoký bod tání.
Metoda borohydridu umožňuje vyrábět povlaky při nízké teplotě (asi 40 °C) na bázi mědi, stříbra, zlata, železa, niklu, kob altu, palladia, platiny a dalších kovů. Jako přísady lze použít různé složky (siřičitany, siřičitany, thiosírany), což umožňuje získat dvou- a třísložkové slitiny s novými vlastnostmi.
