Natriumhydride (NaH) -eigenschappen, reactiviteit, gevaren en toepassingen



de natriumhydride is een anorganische verbinding met formule NaH. Het heeft een ionische binding tussen natrium en hydride. De structuur wordt getoond in figuur 1 representeert zout hydriden betekenis die vergelijkbaar is met hydride zout, omvattende Na + -ionen en H, in tegenstelling tot de moleculaire hydriden zoals boraan, methaan, ammoniak en water.

De kristalstructuur heeft een coördinatiegetal 6, waarbij elk molecuul wordt omringd door natriumhydride ionen 8 presenteert een octaëdrische vorm en wordt weergegeven in Figuur 2 (Mark Winter [The University of Sheffield Ltd en WebElements, 1993-2016).

De verbinding wordt bereid door de directe reactie tussen natrium- en waterstofgas (natriumhydride-formule - gebruik van natriumhydride, eigenschappen, structuur en formule, 2005-2017) als volgt:

H2 + 2Na → 2NaH

Natriumhydride wordt commercieel verkocht als een 60% w / w dispersievorm (gewicht-voor-gewicht percentage) in minerale olie voor veilige verwerking (NATRIUMHYDRIDE, s.f.).

index

  • 1 Fysische en chemische eigenschappen van natriumhydride
  • 2 Reactiviteit en gevaren
  • 3 Gebruik
  • 4 Referenties

Fysische en chemische eigenschappen van natriumhydride

Natriumhydride is een witte vaste stof als het puur is, hoewel het meestal wordt verkregen in grijs of zilver. Het uiterlijk is te zien in figuur 3.

NaH heeft een molecuulgewicht van 23,999771 g / mol, een dichtheid van 1,396 g / ml en een smeltpunt van 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Het is onoplosbaar in ammoniak, benzeen, koolstoftetrachloride en koolstofdisulfide (National Center for Biotechnology Information, s.f.).

De verbinding is buitengewoon onstabiel. Zuiver NaH kan gemakkelijk in de lucht ontbranden. Wanneer het in contact komt met het water in de lucht, geeft het licht ontvlambare waterstof af.

Wanneer geopend voor lucht en vocht, wordt NaH ook gemakkelijk gehydrolyseerd in de sterk corrosieve basis van natriumhydroxide (NaOH) volgens de reactie:

NaH + H20 → NaOH + H2

In deze reactie kan worden waargenomen dat natriumhydride zich gedraagt ​​als een base. Dit komt door elektronegativiteit.

Natrium heeft een elektronegativiteit significant lager (≈1,0) dan waterstof (≈2,1), waardoor waterstof geëxtraheerd elektronendichtheid naar zich toe en weg van het natrium tot een natriumkation en een anion produceren van hydride.

Voor een verbinding die een Brønsted-zuur is, moet deze de elektronendichtheid van de waterstof scheiden, dat wil zeggen deze verbinden met een elektronegatief atoom zoals zuurstof, fluor, stikstof, enz. Alleen dan, kan het formeel worden beschreven als H + en kan het als zodanig worden gedissocieerd.

Een hydride is veel beter beschreven als H- en heeft een vrij paar elektronen. Als zodanig is het een Brønsted-base, geen zuur. Als je de Brønsted-zuur / base-definitie op dezelfde manier uitbreidt als Lewis, kom je tot de conclusie dat natrium (Na +) hier de zure soort is.

Het Brønsted zuur / base reactieproduct van de H-base en het H + zuur wordt H2. Omdat de zure waterstof direct uit het water wordt geëxtraheerd, kan het waterstofgas borrelen, waardoor het evenwicht wordt verdrongen, zelfs als de reactie niet thermodynamisch wordt bevorderd.

Er kunnen OH-ionen worden achtergelaten die met de rest van het Na + -kation kunnen worden weggeschreven om natriumhydroxide te geven (waarom is op basis van vast natriumhydride en niet zuur bij reactie met water?, 2016).

Reactiviteit en gevaren

De verbinding is een krachtig reductiemiddel. Tast SiO2 aan in glas. Het ontsteekt bij contact met gasvormig F2, Cl2, Br2 en I2 (de laatste bij temperaturen boven 100 ° C), vooral in de aanwezigheid van vocht, om HF, HCl, HBr en HI te vormen..

Reageert met zwavel en geeft Na2S en H2S. Het kan explosief reageren met dimethylsulfoxide. Reageert heftig met acetyleen, zelfs bij -60 ° C. Het is spontaan ontvlambaar in fluor.

Het initieert een polymerisatiereactie in ethyl-2,2,3-trifluorpropionaat, zodanig dat de ester heftig ontleedt. De aanwezigheid in de reactie van diethylsuccinaat en ethyltrifluoracetaat heeft explosies veroorzaakt (SODIUM HYDRIDE, 2016).

Natriumhydride wordt beschouwd als corrosief voor de huid of ogen, vanwege het vermogen van bijtende bijproducten van reacties met water.

In geval van contact met de ogen, moeten ze worden gespoeld met grote hoeveelheden water, onder de oogleden gedurende minstens 15 minuten en onmiddellijk een arts raadplegen..

In geval van contact met de huid, onmiddellijk borstelen en het getroffen gebied met water afspoelen. Raadpleeg een arts als irritatie aanhoudt.

Het is schadelijk door inslikken als gevolg van de reactie op water. Geen braken opwekken. U moet onmiddellijk medische hulp inroepen en het slachtoffer overbrengen naar een medisch centrum.

De dispersie van natriumhydride in olie is geen stof. Het materiaal dat reageert, kan echter een fijne bijtende mist uitstoten. In geval van inademing, spoel de mond met water en breng het slachtoffer over naar een plaats met frisse lucht. Medische aandacht moet worden gezocht (Rhom and Hass Inc., 2007).

toepassingen

Het belangrijkste gebruik van natriumhydride is het uitvoeren van condensatie- en alkyleringsreacties die zich ontwikkelen door de vorming van een carbanion (gekatalyseerd door de base).

Natriumhydride in olie lijkt op natrium- en natriummetaalalcoholaten, omdat het kan functioneren als een deprotonerend agens in de acetoazijnzuurester, Claisen, Stobbe, Dieckmann en andere gerelateerde reacties. Het heeft duidelijke voordelen ten opzichte van andere condensatiemiddelen doordat:

  1. Het is een sterkere basis, wat resulteert in een meer directe deprotonatie.
  2. Er is geen overschot nodig.
  3. Het geproduceerde H2 geeft een maat voor de mate van de reactie.
  4. Secundaire reacties zoals reducties worden geëlimineerd.

Alkyleringen van aromatische en heterocyclische aminen zoals 2-aminopyridine en fenothiazine worden gemakkelijk bereikt met hoge opbrengst onder toepassing van mengsels van tolueen-methylformamide. De concentratie van dimethylformamide is een variabele die wordt gebruikt om de reactiesnelheid te regelen (HINCKLEY, 1957).

Het gebruik van natriumhydride voor de opslag van waterstof voor gebruik in brandstofcelvoertuigen is voorgesteld, waarbij het hydride wordt ingesloten in kunststofkorrels die worden vergruizeld in aanwezigheid van water om de waterstof vrij te maken..

referenties

  1. HINCKLEY, M. D. (1957). Vervaardiging, gebruik en gebruik van natriumhydride. Advances in Chemistry, band 19, 106-117.
  2. Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd, U. (1993-2016). Natrium: natriumhydride. Verkregen van WebElements: webelements.com.
  3. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (N.D.). PubChem Compound-database; CID = 24758. Opgehaald van PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Rhom en Hass Inc. (2007, december). Natriumhydride 60% Dispersie in olie. Opgehaald van dow.com.
  5. Royal Society of Chemistry. (2015). Natriumhydride. Opgehaald van ChemSpider: chemspider.com.
  6. NATRIUMHYDRIDE. (2016). Ontvangen van cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  7. Natriumhydride Formule - Natriumhydride Toepassingen, eigenschappen, structuur en formule. (2005-2017). Teruggeplaatst van Softschools.com: softschools.com.
  8. NATRIUMHYDRIDE. (N.D.). Teruggewonnen van chemicalland21: chemicalland21.com.
  9. Waarom is op basis van vast natriumhydride en niet zuur wanneer het met water reageert? (2016, 20 april). Teruggeplaatst van stackexchange: chemistry.stackexchange.com.