30-01-2019 00:25

Борогидрид натрия: свойства, получение и применение

Борогидрид натрия – это вещество, обладающее высокой реакционной способностью. Исследование его свойств позволило значительно обогатить органическую и неорганическую химию информацией, а также решить ряд важных аналитических задач. Данное соединение является одним из наиболее промышленно освоенных среди всех борогидридов металлов щелочно-земельной группы.

Общее описание

Борогидрид натрия представляет собой бесцветное кристаллическое вещество без запаха. В отличие от других борогидридов щелочных металлов, оно обладает относительной устойчивостью на воздухе и в воде. Этим обусловлено его широкое применение в химической промышленности.

Царская охранка: история, агенты и провокаторыВам будет интересно:Царская охранка: история, агенты и провокаторы

структурная формула

Эмпирическая формула борогидрида натрия имеет вид: NaBH4.

Физические свойства

Для данного соединения характерны следующие физические свойства:

  • температура плавления – 500 °С;
  • вид кристаллической решетки – кубическая сингония;
  • молекулярная масса – 37,843 а. е. м.;
  • плотность – 1,08 кг/м3;
  • гигроскопичность – высокая;
  • высокая электрическая проводимость в растворе с аммиаком и диглимом. внешний вид

Химические свойства

Основными химическими свойствами борогидрида натрия являются следующие:

  • хорошая растворимость в воде, спиртах, жидком аммиаке, в производных аммиака и оксокислот; плохая – в диэтиловом эфире, углеводородных соединениях;
  • в неводных растворах наблюдается обменная реакция с галогенидами лития, магния, бария, алюминия;
  • из воды вещество кристаллизуется в форме дигидрата NaBH4-2H2O;
  • при реагировании с азотом происходит восстановление аммиака;
  • высушивание дигидрата можно сделать только в условиях вакуума;
  • в реакции с диметилформамидом, ацетамидом происходит образование сольватов.

Это вещество обладает высокой реакционной и восстановительной способностью. Второй тип процесса идет при различных параметрах:

  • отсутствие растворителя;
  • в водных растворах;
  • в органических средах;
  • в растворах с широким диапазоном кислотно-щелочного показателя.

Получение

Борогидрид натрия - получение

Синтез данного соединения производится несколькими способами. Основные типы реакций описаны ниже:

  • диборан с гидридом или метилатом натрия:

2NaH + B2H6 → 2NaBH4 ,

3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH4 + B(OCH3)3;

  • диметоксиборан с триметоксиборогидридом натрия:

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

  • гидрида натрия с борноэтиловым эфиром:

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

  • гидрид натрия с трихлоридом бора или борным ангидридом:

BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX ,

X = Cl, 1/2 * O.

Полученное техническое вещество подвергают очистке с помощью экстракции или перекристаллизации из различных растворителей.

Применение

Борогидрид натрия используют в следующих целях:

  • тонкий неорганический и органический синтез;
  • получение золей металлов;
  • исследование строения веществ;
  • определение кинетики химических реакций;
  • получение борогидридов других металлов и их производных;
  • регенерация благородных металлов (платины, палладия, серебра, золота) из отработанных водных растворов, являющихся продуктами лабораторного анализа или промышленного производства;
  • получение чистого газообразного водорода;
  • вспенивание синтетических материалов на основе полиэстеров, поливинилового спирта и пенопласта;
  • синтез соединений бора (диборана, трийодида бора, гидразинмоноборана, этиламинборана, боросульфида натрия и других);
  • получение пористых теплоизолирующих покрытий.

В качестве катализаторов для выделения водорода из борогидрида в воде применяют таблетки из щавелевой, лимонной, янтарной кислоты, гидросульфатов, гидрофосфатов, уголь с покрытием из солей кобальта, платины или палладия.

Металлические покрытия

Борогидрид натрия используется также для получения покрытий типа «металл-бор», отличающихся хорошими эксплуатационными характеристиками:

  • высокая твердость;
  • износостойкость;
  • коррозионная стойкость;
  • высокая температура плавления.

Борогидридный метод позволяет изготовить покрытия при невысокой температуре (около 40 °С) на основе меди, серебра, золота, железа, никеля, кобальта, палладия, платины и других металлов. В качестве добавок можно использовать различные компоненты (сульфиты, сульфиты, тиосульфаты), что дает возможность получить двух- и трехкомпонентные сплавы с новыми свойствами.



Источник