Гидрид натрия (NaH) свойства, реакционная способность, опасности и использование



гидрид натрия неорганическое соединение формулы NaH. Он имеет ионную связь между натрием и гидридом. Его структура проиллюстрирована на рисунке 1. Он представляет собой солевой гидрид, что означает, что он представляет собой гидрид, подобный соли, состоящей из ионов Na + и H-, в отличие от более молекулярных гидридов, таких как боран, метан, аммиак. и вода.

Кристаллическая структура имеет координационное число 6, где каждая молекула натрия окружена 8 ионами гидрида, имеющими октаэдрическую форму, и показана на рисунке 2 (Марк Уинтер [Университет Шеффилда и WebElements Ltd, 1993-2016).

Соединение получают прямой реакцией между газообразным натрием и водородом (формула гидрида натрия - использование, свойства, структура и формула гидрида натрия, 2005-2017 гг.) Следующим образом:

H2 + 2Na → 2NaH

Гидрид натрия продается коммерчески в виде 60% мас. / Мас. Дисперсии (процентное отношение массы к массе) в минеральном масле для безопасного обращения (SODIUM HYDRIDE, s.f.).

индекс

  • 1 Физико-химические свойства гидрида натрия
  • 2 Реактивность и опасности
  • 3 использования
  • 4 Ссылки

Физико-химические свойства гидрида натрия

Гидрид натрия представляет собой белое твердое вещество в чистом виде, хотя обычно его получают в сером или серебристом цвете. Его внешний вид показан на рисунке 3.

NaH имеет молекулярную массу 23,99771 г / моль, плотность 1,396 г / мл и температуру плавления 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Он нерастворим в аммиаке, бензоле, четыреххлористом углероде и сероуглероде (Национальный центр биотехнологической информации, s.f.).

Соединение крайне нестабильно. Чистый NaH может легко воспламениться в воздухе. Когда он вступает в контакт с водой, присутствующей в воздухе, он выделяет легковоспламеняющийся водород.

Когда он открыт для воздуха и влаги, NaH также легко гидролизуется в сильное коррозионное основание гидроксида натрия (NaOH) в соответствии с реакцией:

NaH + H2O → NaOH + H2

В этой реакции можно наблюдать, что гидрид натрия ведет себя как основание. Это связано с электроотрицательностью.

Натрий обладает значительно более низкой электроотрицательностью (≈1,0), чем водород (≈2,1), что означает, что водород извлекает электронную плотность по направлению к себе, удаляясь от натрия, образуя катион натрия и анион гидрида.

Чтобы соединение было кислотой Бренстеда, оно должно отделять электронную плотность от водорода, то есть соединять его с электроотрицательным атомом, таким как кислород, фтор, азот и т. Д. Только тогда он может быть формально описан как H + и может быть диссоциирован как таковой..

Гидрид намного лучше описан как H- и имеет свободную пару электронов. Таким образом, это основание Бренстеда, а не кислота. Фактически, если вы расширите определение кислоты / основания Бренстеда так же, как это сделал Льюис, вы придете к выводу, что натрий (Na +) является кислотным видом здесь..

Продукт реакции кислоты Бренстеда с кислотой-основанием H-основания и H + кислоты превращается в H2. Поскольку кислотный водород извлекается непосредственно из воды, газообразный водород может пузыриться, смещая равновесие, даже если реакция не термодинамически благоприятна.

Можно оставить ионы ОН-, которые можно записать вместе с остальной частью катиона Na +, чтобы получить гидроксид натрия (почему на основе твердого гидрида натрия, а не кислоты при реакции с водой?, 2016).

Реактивность и опасности

Соединение является мощным восстановителем. Атакует SiO2 в стекле. Воспламеняется при контакте с газообразными F2, Cl2, Br2 и I2 (последний при температуре выше 100 ° C), особенно в присутствии влаги, с образованием HF, HCl, HBr и HI.

Реагирует с серой с образованием Na2S и H2S. Может вступать в реакцию с диметилсульфоксидом. Активно реагирует с ацетиленом даже при -60 ° С. Самовоспламеняется во фторе.

Он инициирует реакцию полимеризации в этил-2,2,3-трифторпропионате, так что сложный эфир сильно разлагается. Присутствие в реакции диэтилсукцината и этилтрифторацетата, вызвало взрывы (SODIUM HYDRIDE, 2016).

Гидрид натрия считается разъедающим для кожи или глаз из-за потенциальных побочных продуктов едких реакций с водой.

В случае попадания в глаза их следует промыть большим количеством воды под веками не менее 15 минут и немедленно обратиться к врачу..

В случае попадания на кожу, немедленно почистите щеткой и промойте пораженный участок водой. Обратиться к врачу, если раздражение не проходит.

Это вредно при проглатывании из-за реакции на воду. Не вызывайте рвоту. Вам следует немедленно обратиться за медицинской помощью и перевести пострадавшего в медицинский центр..

Дисперсия гидрида натрия в масле не является пылью. Однако материал, который реагирует, может испускать мелкий едкий туман. При вдыхании прополощите рот водой и перенесите пострадавшего в место со свежим воздухом. Следует обратиться за медицинской помощью (Rhom and Hass Inc., 2007).

приложений

Основное использование гидрида натрия заключается в проведении реакций конденсации и алкилирования, которые развиваются в результате образования карбаниона (катализируемого основанием)..

Гидрид натрия в масле напоминает алкоголяты натрия и металла по своей способности действовать в качестве депротонирующего агента в эфире ацетоуксусной кислоты, Кляйзена, Стоббе, Дикмана и других связанных реакциях. Он имеет заметные преимущества перед другими конденсирующими агентами в том, что:

  1. Это более сильное основание, что приводит к более прямой депротонации.
  2. Нет необходимости в избытке.
  3. Произведенный H2 дает меру степени реакции.
  4. Вторичные реакции, такие как сокращения, устраняются.

Алкилирование ароматических и гетероциклических аминов, таких как 2-аминопиридин и фенотиазин, легко достигается с высоким выходом при использовании смесей толуол-метилформамид. Концентрация диметилформамида является переменной, используемой для контроля скорости реакции (HINCKLEY, 1957).

Было предложено использовать гидрид натрия для хранения водорода для использования в транспортных средствах на топливных элементах, причем гидрид заключен в пластиковые гранулы, которые измельчаются в присутствии воды для выделения водорода.

ссылки

  1. Хинкли, М. Д. (1957). Производство, обработка и использование гидрида натрия. Достижения в химии, том 19, 106-117.
  2. Марк Уинтер [Университет Шеффилда и WebElements Ltd, U. (1993-2016). Натрий: гидрид натрия. Получено с WebElements: webelements.com.
  3. Национальный центр биотехнологической информации. (Н.Д.). База данных PubChem Compound; CID = 24758. Получено из PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Rhom and Hass inc. (2007 г., декабрь). Гидрид натрия 60% дисперсия в масле. Получено с сайта dow.com.
  5. Королевское химическое общество. (2015). Гидрид натрия. Получено от ChemSpider: chemspider.com.
  6. ГИДРИД НАТРИЯ. (2016). Получено из Cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  7. Формула гидрида натрия - Гидрид натрия. Использование, свойства, структура и формула. (2005-2017). Получено с Softschools.com: softschools.com.
  8. ГИДРИД НАТРИЯ. (Н.Д.). Получено из chemicalland21: chemicalland21.com.
  9. Почему на основе твердого гидрида натрия, а не кислоты при взаимодействии с водой? (2016, 20 апреля). Получено из stackexchange: chem.stackexchange.com.