Borowodorek sodu jest substancją wysoce reaktywną. Badanie jego właściwości umożliwiło znaczne wzbogacenie chemii organicznej i nieorganicznej o informacje, a także rozwiązanie szeregu ważnych problemów analitycznych. Związek ten jest jednym z najbardziej uprzemysłowionych spośród wszystkich borowodorków metali ziem alkalicznych.
Opis ogólny
Borowodorek sodu jest bezbarwną, bezwonną substancją krystaliczną. W przeciwieństwie do innych borowodorków metali alkalicznych jest stosunkowo stabilny w powietrzu i wodzie. Wynika to z jego szerokiego zastosowania w przemyśle chemicznym.
Wzór empiryczny dla borowodorku sodu to: NaBH4.
Właściwości fizyczne
Ten związek ma następujące właściwości fizyczne:
- temperatura topnienia - 500 °C;
- rodzaj sieci krystalicznej - sześcienny syngonia;
- masa cząsteczkowa – 37 843 a.u. np.;
- gęstość - 1,08 kg/m3;
- higroskopijność – wysoka;
- wysoka przewodność elektryczna w roztworze z amoniakiem i diglyme.
Właściwości chemiczne
Główne właściwości chemiczne borowodorku sodu są następujące:
- dobra rozpuszczalność w wodzie, alkoholach, ciekłym amoniaku, pochodnych amoniaku i kwasach tlenowych; zły - w eterze dietylowym, związkach węglowodorowych;
- w roztworach niewodnych obserwuje się reakcję wymiany z halogenkami litu, magnezu, baru i glinu;
- z wody substancja krystalizuje w postaci dihydratu NaBH4-2H2O;
- podczas reakcji z azotem amoniak ulega redukcji;
- suszenie dwuwodzianu można przeprowadzić tylko pod próżnią;
- w reakcji z dimetyloformamidem, acetamidem następuje tworzenie solwatów.
Ta substancja jest wysoce reaktywna i redukująca. Drugi rodzaj procesu ma różne parametry:
- brak rozpuszczalnika;
- w roztworach wodnych;
- w środowiskach organicznych;
- w roztworach o szerokim zakresie indeksu kwasowo-zasadowego.
Odbierz
Ten związek jest syntetyzowany na kilka sposobów. Poniżej opisano główne typy reakcji:
diboran z wodorkiem lub metanolanem sodu:
2NaH + B2H6 → 2NaBH4 , 3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH 4 + B(OCH3)3;
dimetoksyboran ztrimetoksyborowodorek sodu:
2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O) 2BH3=NaBH4 + 3B(OCH3) 3;
wodorek sodu z eterem etyloborowym:
4NaH + B(OCH2CH3)3 → NaBH 4 + 3NaOCH2CH3;
wodorek sodu z trichlorkiem boru lub bezwodnikiem borowym:
BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX, X=Cl, 1/2O.
Otrzymana substancja techniczna jest oczyszczana przez ekstrakcję lub rekrystalizację z różnych rozpuszczalników.
Aplikacja
Borowodorek sodu jest używany do następujących celów:
- drobna synteza nieorganiczna i organiczna;
- uzyskiwanie zoli metali;
- badanie struktury substancji;
- oznaczanie kinetyki reakcji chemicznych;
- otrzymywanie borowodorków innych metali i ich pochodnych;
- regeneracja metali szlachetnych (platyna, pallad, srebro, złoto) z odpadowych roztworów wodnych, które są produktami analiz laboratoryjnych lub produkcji przemysłowej;
- otrzymywanie czystego gazowego wodoru;
- pieniące się materiały syntetyczne na bazie poliestru, polialkoholu winylowego i pianki;
- synteza związków boru (diboran, trijodek boru, monoboran hydrazyny, etyloaminoboran, borosiarczek sodu i inne);
- uzyskiwanie porowatych powłok termoizolacyjnych.
Jako katalizatory uwalniania wodoru z borowodorku w wodzie stosuje się tabletki kwasu szczawiowego,kwas cytrynowy, kwas bursztynowy, wodorosiarczany, wodorofosforany, węgiel opłaszczony solami kob altu, platyny lub palladu.
Powłoki metalowe
Borowodorek sodu jest również używany do wysokowydajnych powłok metal-bor:
- wysoka twardość;
- odporne na zużycie;
- odporność na korozję;
- wysoka temperatura topnienia.
Metoda borowodorkowa umożliwia wytwarzanie powłok w niskiej temperaturze (około 40 °C) na bazie miedzi, srebra, złota, żelaza, niklu, kob altu, palladu, platyny i innych metali. Jako dodatki można stosować różne składniki (siarczyny, siarczyny, tiosiarczany), co pozwala na uzyskanie stopów dwu- i trójskładnikowych o nowych właściwościach.
