Борогідрид натрію: властивості, отримання та застосування

Борогідрид натрію-це речовина, що володіє високою реакційною здатністю. Дослідження його властивостей дозволило значно збагатити органічну і неорганічну хімію інформацією, а також вирішити ряд важливих аналітичних завдань. Дане з`єднання є одним з найбільш промислово освоєних Серед всіх борогідридів металів лужно-земельної групи.

Загальний опис

Борогідрид натрію - це безбарвна кристалічна речовина без запаху. На відміну від інших борогідридів лужних металів, воно має відносну стійкість на повітрі і в воді. Цим обумовлено його широке застосування в хімічній промисловості.

Емпірична формула борогідриду натрію має вигляд: NaBH₄.

Фізична властивість

Для даного з`єднання характерні наступні фізичні властивості:

• температура плавлення - 500 ° з;
• Вид кристалічної решітки-кубічна Сингонія;
• молекулярна маса-37,843 а. е. м.;
• щільність-1,08 кг / м³;
• гігроскопічність-висока;
• висока електрична провідність у розчині з аміаком та диглімом.

Хімічна властивість

Основними хімічними властивостями борогідриду натрію є наступні:

• хороша розчинність у воді, спиртах, рідкому аміаку, в похідних аміаку і оксокислот; погана-в діетиловому ефірі, вуглеводневих сполуках;
• у неводних розчинах спостерігається обмінна реакція з галогенідами літію, магнію, барію, алюмінію;
• з води речовина кристалізується у формі дигідрату NaBH₄-2H₂O;
• при реагуванні з азотом відбувається відновлення аміаку;
• висушування дигідрату можна зробити тільки в умовах вакууму;
• у реакції з диметилформамідом, ацетамідом відбувається утворення сольватів.

Ця речовина має високу реакційної і відновної здатністю. Другий тип процесу йде при різних параметрах:

• відсутність розчинника;
• у водних розчинах;
• в органічних середовищах;
• у розчинах з широким діапазоном кислотно-лужного показника.

Отримання

Синтез даного з`єднання проводиться кількома способами. Основні типи реакцій описані нижче:

• диборан з гідридом або метилатом натрію:

2NaH + B₂H₆ → 2NaBH₄ ,

3CH₃ONa + 2B₂H₆ → 3NaBH₄ + B(OCH₃)₃;

• диметоксиборан з триметоксиборогідридом натрію:

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

• гідриду натрію з борноетиловим ефіром:

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

• гідрид натрію з трихлоридом бору або борним ангідридом:

BX₃ + 4NaH → NaBH₄ + 3NaX ,

X = Cl, 1/2 * O.

Отримане технічне речовина піддають очищенню за допомогою екстракції або перекристалізації з різних розчинників.

Застосування

Борогідрид натрію використовують в наступних цілях:

• тонкий неорганічний та органічний синтез;
• отримання золей металів;
• дослідження будови речовин;
• визначення кінетики хімічних реакцій;
• отримання борогідридів інших металів та їх похідних;
• регенерація благородних металів (платини, паладію, срібла, золота) з відпрацьованих водних розчинів, які є продуктами лабораторного аналізу або промислового виробництва;
• отримання чистого газоподібного водню;
• спінювання синтетичних матеріалів на основі поліестерів, полівінілового спирту і пінопласту;
• синтез сполук бору (диборану, трийодиду бору, гідразинмоноборану, етиламінборану, боросульфіду натрію та інших);
• отримання пористих теплоізолюючих покриттів.

В якості каталізаторів для виділення водню з борогідриду в воді застосовують таблетки з щавлевої, лимонної, бурштинової кислоти, гідросульфатів, гідрофосфатів, вугілля з покриттям з солей кобальту, платини або паладію.

Металевий покрив

Борогідрид натрію використовується також для отримання покриттів типу "метал-бор", що відрізняються хорошими експлуатаційними характеристиками:

• висока твердість;
• зносостійкість;
• корозійна стійкість;
• висока температура плавлення.

Борогідридний метод дозволяє виготовити покриття при невисокій температурі (близько 40 ° C) на основі міді, срібла, золота, заліза, нікелю, кобальту, паладію, платини та інших металів. В якості добавок можна використовувати різні компоненти (сульфіти, сульфіти, тіосульфати), що дає можливість отримати дво - і трикомпонентні сплави з новими властивостями.