Bórhydrid sodný je vysoko reaktívna látka. Štúdium jeho vlastností umožnilo výrazne obohatiť organickú a anorganickú chémiu o informácie, ako aj vyriešiť množstvo dôležitých analytických problémov. Táto zlúčenina je jednou z najviac industrializovaných borohydridov kovov alkalických zemín.
Všeobecný popis
Bórhydrid sodný je bezfarebná kryštalická látka bez zápachu. Na rozdiel od iných borohydridov alkalických kovov je relatívne stabilný na vzduchu a vo vode. Je to kvôli jeho širokému použitiu v chemickom priemysle.
Empirický vzorec pre borohydrid sodný je: NaBH4.
Fyzikálne vlastnosti
Táto zlúčenina má nasledujúce fyzikálne vlastnosti:
- bod topenia – 500 °C;
- typ kryštálovej mriežky – kubická syngónia;
- molekulová hmotnosť – 37, 843 a.u. napr. m.;
- hustota - 1,08 kg/m3;
- hygroskopickosť – vysoká;
- vysoká elektrická vodivosť v roztoku s amoniakom a diglymom.
Chemické vlastnosti
Hlavné chemické vlastnosti borohydridu sodného sú nasledovné:
- dobrá rozpustnosť vo vode, alkoholoch, kvapalnom amoniaku, derivátoch amoniaku a oxokyselinách; zlé - v dietyléteri, uhľovodíkové zlúčeniny;
- v nevodných roztokoch sa pozoruje výmenná reakcia s halogenidmi lítia, horčíka, bária, hliníka;
- z vody látka kryštalizuje vo forme dihydrátu NaBH4-2H2O;
- pri reakcii s dusíkom sa znižuje amoniak;
- sušenie dihydrátu je možné vykonať iba vo vákuu;
- pri reakcii s dimetylformamidom acetamidom dochádza k tvorbe solvátov.
Táto látka je vysoko reaktívna a redukujúca. Druhý typ procesu má rôzne parametre:
- bez rozpúšťadla;
- vo vodných roztokoch;
- v organických prostrediach;
- v riešeniach so širokým rozsahom acidobázického indexu.
Prijať
Táto zlúčenina sa syntetizuje niekoľkými spôsobmi. Hlavné typy reakcií sú opísané nižšie:
dibóran s hydridom alebo metylátom sodným:
2NaH + B2H6 → 2NaBH4 , 3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH 4 + B(OCH3)3;
dimetoxyborán strimetoxyborohydrid sodný:
2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O) 2BH3=NaBH4 + 3B(OCH3) 3;
hydrid sodný s etylbóréterom:
4NaH + B(OCH2CH3)3 → NaBH 4 + 3NaOCH2CH3;
hydrid sodný s chloridom boritým alebo anhydridom kyseliny boritej:
BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX, X=Cl, 1/2O.
Výsledná technická látka sa čistí extrakciou alebo rekryštalizáciou z rôznych rozpúšťadiel.
Aplikácia
Bórhydrid sodný sa používa na nasledujúce účely:
- jemná anorganická a organická syntéza;
- získavanie kovových sólov;
- štúdium štruktúry látok;
- určenie kinetiky chemických reakcií;
- získavanie borohydridov iných kovov a ich derivátov;
- regenerácia drahých kovov (platina, paládium, striebro, zlato) z odpadových vodných roztokov, ktoré sú produktmi laboratórnej analýzy alebo priemyselnej výroby;
- získanie čistého plynného vodíka;
- penivé syntetické materiály na báze polyesteru, polyvinylalkoholu a peny;
- syntéza zlúčenín bóru (diborán, jodid boritý, hydrazínmonoborán, etylamínborán, borosulfid sodný a iné);
- získanie poréznych tepelne izolačných náterov.
Ako katalyzátory na uvoľňovanie vodíka z borohydridu vo vode sa používajú tablety kyseliny šťaveľovej,kyselina citrónová, kyselina jantárová, hydrosírany, hydrofosforečnany, uhlík potiahnutý soľami kob altu, platiny alebo paládia.
Kovové nátery
Bórhydrid sodný sa používa aj na vysokovýkonné povlaky kov-bór:
- vysoká tvrdosť;
- odolný proti opotrebovaniu;
- odolnosť proti korózii;
- vysoký bod topenia.
Bórhydridová metóda umožňuje vyrábať povlaky pri nízkej teplote (asi 40 °C) na báze medi, striebra, zlata, železa, niklu, kob altu, paládia, platiny a iných kovov. Ako prísady možno použiť rôzne zložky (sulfity, siričitany, tiosírany), čo umožňuje získať dvoj- a trojzložkové zliatiny s novými vlastnosťami.
