- Tính chất vật lý và hóa học của natri hiđrua
- Khả năng phản ứng và nguy cơ
- Các ứng dụng
- Người giới thiệu
Các hiđrua natri là một hợp chất vô cơ của thức NaH. Nó có một liên kết ion giữa natri và hydrua. Cấu trúc của nó được minh họa trong hình 1. Nó là đại diện của hydrua muối, có nghĩa là nó là một hyđrua tương tự như muối, bao gồm các ion Na + và H-, trái ngược với các hyđrua phân tử hơn như borane, metan, amoniac và nước.
Cấu trúc tinh thể có số phối trí là 6, trong đó mỗi phân tử natri được bao quanh bởi 8 ion hydrua có dạng hình bát diện và được minh họa trong hình 2 (Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd, 1993-2016).
Cấu trúc của natri hiđrua.
Hình 2. Cấu trúc tinh thể của natri hiđrua.
Hợp chất được điều chế bằng phản ứng trực tiếp giữa natri và khí hydro (Công thức natri hiđrua - Công dụng, tính chất, cấu trúc và công thức của natri hiđrua, 2005-2017) như sau:
H2 + 2Na → 2NaH
Natri hiđrua được bán thương mại dưới dạng phân tán 60% w / w (tỷ lệ phần trăm trọng lượng trên trọng lượng) trong dầu khoáng để xử lý an toàn (SODIUM HYDRIDE, nd).
Tính chất vật lý và hóa học của natri hiđrua
Natri hiđrua là một chất rắn màu trắng khi nó ở dạng tinh khiết, mặc dù nó thường có màu xám hoặc bạc. Sự xuất hiện của nó được thể hiện trong hình 3.
Hình 3. Sự xuất hiện của natri hiđrua.
NaH có trọng lượng phân tử là 23,99771 g / mol, khối lượng riêng là 1,396 g / ml và nhiệt độ nóng chảy là 800 ° C (Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, 2015). Nó không hòa tan trong amoniac, benzen, cacbon tetraclorua và cacbon đisunfua (Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia, nd).
Hợp chất này cực kỳ không bền. NaH tinh khiết có thể dễ dàng bắt lửa trong không khí. Khi nó tiếp xúc với nước trong không khí, nó sẽ giải phóng hydro rất dễ cháy.
Khi để ngoài không khí và hơi ẩm, NaH cũng dễ dàng bị thủy phân thành bazơ ăn mòn mạnh của natri hiđroxit (NaOH) dựa trên phản ứng:
NaH + H2O → NaOH + H2
Trong phản ứng này, có thể thấy rằng natri hiđrua hoạt động giống như một bazơ. Điều này là do độ âm điện.
Natri có độ âm điện thấp hơn đáng kể (≈1,0) so với hydro (≈2,1), có nghĩa là hydro hút mật độ điện tử về phía chính nó, di chuyển ra khỏi natri để tạo ra cation natri và anion hiđrua.
Để một hợp chất trở thành axit Brønsted, nó cần phải tách mật độ electron của hydro, nghĩa là, liên kết nó với một nguyên tử có độ âm điện như oxy, flo, nitơ, v.v. Chỉ khi đó, nó mới có thể được mô tả chính thức là H + và có thể được phân tách như vậy.
Một hiđrua được mô tả tốt hơn là H- và nó có một cặp điện tử tự do. Do đó, nó là một bazơ Brønsted, không phải là một axit. Trên thực tế, nếu bạn mở rộng định nghĩa axit / bazơ Brønsted theo cách Lewis đã làm, bạn sẽ kết luận rằng natri (Na +) là loại axit ở đây.
Sản phẩm phản ứng axit / bazơ Brønsted của bazơ H- và axit H + trở thành H2. Vì hydro có tính axit được chiết xuất trực tiếp từ nước, khí hydro có thể sủi bọt lên, làm thay đổi trạng thái cân bằng ngay cả khi phản ứng không thuận lợi về mặt nhiệt động lực học.
Các ion OH- có thể còn lại có thể được viết với phần còn lại của cation Na + để tạo ra natri hiđroxit (Tại sao natri hiđrua rắn là một bazơ mà không phải là một axit khi phản ứng với nước?, 2016).
Khả năng phản ứng và nguy cơ
Hợp chất là một chất khử mạnh. Tấn công SiO2 trong thủy tinh. Nó bắt cháy khi tiếp xúc với F2, Cl2, Br2 và I2 ở thể khí (sau này ở nhiệt độ trên 100 ° C), đặc biệt là khi có hơi ẩm, tạo thành HF, HCl, HBr và HI.
Phản ứng với lưu huỳnh tạo ra Na2S và H2S. Có thể phản ứng nổ với đimetyl sulfoxit. Phản ứng mạnh mẽ với axetylen, ngay cả ở -60 ° C. Flo tự phát cháy.
Thực hiện phản ứng trùng hợp trong etyl-2,2,3-trifluoropropionat, sao cho este bị phân hủy dữ dội. Sự hiện diện trong phản ứng của diethyl succinate và ethyl trifluoroacetate đã gây ra các vụ nổ (SODIUM HYDRIDE, 2016).
Natri hyđrua được coi là chất ăn mòn da hoặc mắt, do khả năng tạo ra các sản phẩm phụ ăn da của phản ứng với nước.
Trong trường hợp tiếp xúc với mắt, chúng nên được rửa bằng một lượng lớn nước, dưới mí mắt trong ít nhất 15 phút và đến cơ sở y tế ngay lập tức.
Trong trường hợp tiếp xúc với da, chải ngay lập tức và rửa sạch vùng bị ảnh hưởng bằng nước. Tìm kiếm sự chăm sóc y tế nếu vẫn còn kích ứng.
Có hại nếu nuốt phải do phản ứng với nước. Không gây ói mửa. Cần chăm sóc y tế ngay lập tức và chuyển nạn nhân đến cơ sở y tế.
Phân tán dầu natri hydrua không phải là bột. Tuy nhiên, vật liệu phản ứng có thể phát ra sương mù ăn da mịn. Trong trường hợp hít phải, súc miệng bằng nước và đưa nạn nhân ra nơi thoáng khí. Cần được chăm sóc y tế (Rhom và Hass inc., 2007).
Các ứng dụng
Công dụng chính của natri hiđrua là để thực hiện các phản ứng ngưng tụ và phản ứng alkyl hóa phát triển thông qua sự hình thành carbanion (xúc tác bởi bazơ).
Natri hyđrua trong dầu tương tự như natri và các cồn kim loại natri ở khả năng hoạt động như một chất khửrotonat trong sự ngưng tụ của este acetoacetic, Claisen, Stobbe, Dieckmann và các phản ứng liên quan khác. Nó có những lợi thế rõ rệt so với các tác nhân ngưng tụ khác ở chỗ:
- Nó là một bazơ mạnh hơn, dẫn đến một sự khử khoáng trực tiếp hơn.
- Không cần dư thừa.
- H2 được tạo ra cho biết mức độ của phản ứng.
- Các phản ứng phụ như sự khử được loại bỏ.
Việc alkyl hóa các amin thơm và dị vòng như 2-aminopyridine và phenothiazin dễ dàng đạt được năng suất cao bằng cách sử dụng hỗn hợp toluen-metylformamit. Nồng độ của dimethylformamide là một biến được sử dụng để kiểm soát tốc độ phản ứng (HINCKLEY, 1957).
Việc sử dụng natri hyđrua để lưu trữ hyđrô đã được đề xuất để sử dụng trong các loại xe chạy bằng pin nhiên liệu, hyđrua được bao bọc trong các hạt nhựa được nghiền nhỏ khi có nước để giải phóng hyđrô.
Người giới thiệu
- HINCKLEY, MD (1957). Sản xuất, Xử lý và Sử dụng Sodium Hydride. Những tiến bộ trong Hóa học, Tập 19, 106-117.
- Mark Winter [Đại học Sheffield và WebElements Ltd, U. (1993-2016). Natri: natri hiđrua. Lấy từ WebElements: webelements.com.
- Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (sf). Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem; CID = 24758. Lấy từ PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Rhom và Hass inc. (2007, tháng 12). Sodium Hydride 60% phân tán trong dầu. Lấy từ dow.com.
- Hiệp hội Hóa học Hoàng gia. (2015). Natri hiđrua. Lấy từ ChemSpider: chemspider.com.
- SODIUM HYDRIDE. (2016). Lấy từ các chất phụ sinh: cameochemicals.noaa.gov.
- Công thức natri hyđrua - Công dụng, tính chất, cấu trúc và công thức của natri hyđrua. (2005-2017). Lấy từ Softschools.com: softschools.com.
- SODIUM HYDRIDE. (sf). Lấy từ chemicalland21: chemicalland21.com.
- Tại sao natri hiđrua rắn là bazơ mà không phải là axit khi phản ứng với nước? (2016, ngày 20 tháng 4). Lấy từ stackexchange: chemistry.stackexchange.com.