Właściwości wodorku sodu (NaH), reaktywność, zagrożenia i zastosowania



The wodorek sodu jest związkiem nieorganicznym o wzorze NaH. Ma wiązanie jonowe między sodem i wodorkiem. Jego struktura jest zilustrowana na rysunku 1. Jest reprezentatywna dla wodorków solnych, co oznacza, że ​​jest to wodorek podobny do soli, złożony z jonów Na + i H-, w przeciwieństwie do bardziej molekularnych wodorków, takich jak boran, metan, amoniak i woda.

Struktura krystaliczna ma koordynację numer 6, gdzie każda cząsteczka sodu jest otoczona przez 8 jonów wodorkowych mających kształt oktaedryczny i jest zilustrowana na figurze 2 (Mark Winter [University of Sheffield and WebElements Ltd, 1993-2016).

Związek wytwarza się przez bezpośrednią reakcję między gazem sodowym i wodorowym (wodorek sodu - wzory, wodorek sodu, właściwości, struktura i wzór, 2005-2017) w następujący sposób:

H2 + 2Na → 2NaH

Wodorek sodu jest sprzedawany na rynku w postaci dyspersji 60% wag./wag. (Procent wagowo-wagowy) w oleju mineralnym dla bezpiecznego obchodzenia się z nim (SODIUM HYDRIDE, s.f.).

Indeks

  • 1 Właściwości fizyczne i chemiczne wodorku sodu
  • 2 Reaktywność i zagrożenia
  • 3 zastosowania
  • 4 odniesienia

Właściwości fizyczne i chemiczne wodorku sodu

Wodorek sodu jest białym ciałem stałym, gdy jest czysty, chociaż zwykle otrzymuje się go w kolorze szarym lub srebrnym. Jego wygląd pokazano na rysunku 3.

NaH ma masę cząsteczkową 23,99771 g / mol, gęstość 1,396 g / ml i temperaturę topnienia 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Jest nierozpuszczalny w amoniaku, benzenie, czterochlorku węgla i dwusiarczku węgla (National Center for Biotechnology Information, s.f.).

Związek jest bardzo niestabilny. Czysty NaH może łatwo zapalić się w powietrzu. Kiedy wchodzi w kontakt z wodą obecną w powietrzu, uwalnia wysoce łatwopalny wodór.

Gdy NaH jest otwarty na powietrze i wilgoć, łatwo ulega hydrolizie do silnej korozyjnej zasady wodorotlenku sodu (NaOH) zgodnie z reakcją:

NaH + H2O → NaOH + H2

W tej reakcji można zaobserwować, że wodorek sodu zachowuje się jak zasada. Wynika to z elektroujemności.

Sód ma znacznie niższą elektroujemność (.01,0) niż wodór (.12.1), co oznacza, że ​​wodór wydobywa gęstość elektronów w swoim kierunku, odsuwając się od sodu, aby wytworzyć kation sodu i anion wodorku.

Aby związek był kwasem Brønsteda, musi oddzielić gęstość elektronów od wodoru, to znaczy podłączyć go do atomu elektroujemnego, takiego jak tlen, fluor, azot itd. Tylko wtedy może być formalnie opisany jako H + i może być oddzielony jako taki.

Wodorek jest znacznie lepiej opisany jako H- i ma wolną parę elektronów. Jako taki jest bazą Brønsteda, a nie kwasem. W rzeczywistości, jeśli rozszerzysz definicję kwasu / zasady Brønsteda tak, jak zrobił to Lewis, dojdziesz do wniosku, że sód (Na +) jest tu gatunkiem kwasu.

Produkt reakcji kwas / zasada Brønsteda zasady H i kwasu H + staje się H2. Ponieważ kwaśny wodór jest ekstrahowany bezpośrednio z wody, gazowy wodór może się pęcherzyć, wypierając równowagę, nawet jeśli reakcja nie jest uprzywilejowana termodynamicznie.

Jony OH- można pozostawić, które można zapisać razem z resztą kationu Na +, otrzymując wodorotlenek sodu (dlaczego na bazie stałego wodorku sodu, a nie kwasu, w reakcji z wodą?, 2016).

Reaktywność i zagrożenia

Związek jest silnym środkiem redukującym. Atakuje SiO2 w szkle. Zapala się w kontakcie z gazowym F2, Cl2, Br2 i I2 (ten ostatni w temperaturach powyżej 100 ° C), zwłaszcza w obecności wilgoci, tworząc HF, HCl, HBr i HI.

Reaguje z siarką, otrzymując Na2S i H2S. Może reagować wybuchowo z dimetylosulfotlenkiem. Gwałtownie reaguje z acetylenem, nawet w -60 ° C. Jest samozapalny w fluorze.

Rozpoczyna reakcję polimeryzacji w 2,2,3-trifluoropropionianie etylu, tak że ester rozkłada się gwałtownie. Obecność w reakcji bursztynianu dietylu i trifluorooctanu etylu spowodowała wybuchy (SODIUM HYDRIDE, 2016).

Wodorek sodu jest uważany za żrący dla skóry lub oczu, ze względu na potencjał żrących produktów ubocznych reakcji z wodą.

W przypadku kontaktu z oczami, należy je przepłukać dużą ilością wody, pod powiekami przez co najmniej 15 minut i natychmiast skontaktować się z lekarzem..

W przypadku kontaktu ze skórą natychmiast szczotkować i spłukać skażone miejsce wodą. Skonsultować się z lekarzem, jeśli podrażnienie utrzymuje się.

Jest szkodliwy po spożyciu z powodu reakcji na wodę. Nie wywoływać wymiotów. Należy natychmiast skontaktować się z lekarzem i przenieść ofiarę do centrum medycznego.

Dyspersja wodorku sodu w oleju nie jest pyłem. Jednak materiał, który reaguje, może emitować drobną żrącą mgiełkę. W przypadku wdychania przepłukać usta wodą i przenieść ofiarę w miejsce ze świeżym powietrzem. Należy zwrócić się o pomoc medyczną (Rhom and Hass Inc., 2007).

Używa

Głównym zastosowaniem wodorku sodu jest przeprowadzenie reakcji kondensacji i alkilacji, które rozwijają się w wyniku tworzenia karbanionu (katalizowanego przez zasadę).

Wodorek sodu w oleju przypomina sodowe i sodowe alkoholany metali, jego zdolność do działania jako środek deprotonujący w estrze acetooctowym, Claisenie, Stobbe, Dieckmannie i innych pokrewnych reakcjach. Ma przewagę nad innymi środkami kondensującymi, ponieważ:

  1. Jest to mocniejsza baza, która powoduje bardziej bezpośrednie deprotonowanie.
  2. Nie potrzeba nadmiaru.
  3. Wytworzony H2 daje miarę stopnia reakcji.
  4. Reakcje wtórne, takie jak redukcje, są eliminowane.

Alkilacje amin aromatycznych i heterocyklicznych, takich jak 2-aminopirydyna i fenotiazyna, można łatwo uzyskać z wysoką wydajnością, stosując mieszaniny toluen-metyloformamid. Stężenie dimetyloformamidu jest zmienną używaną do kontroli szybkości reakcji (HINCKLEY, 1957).

Zaproponowano zastosowanie wodorku sodu do przechowywania wodoru w pojazdach napędzanych ogniwami paliwowymi, przy czym wodorek jest zamknięty w granulkach z tworzywa sztucznego, które są kruszone w obecności wody w celu uwolnienia wodoru.

Referencje

  1. HINCKLEY, M. D. (1957). Produkcja, obsługa i zastosowania wodorku sodu. Advances in Chemistry, tom 19, 106-117.
  2. Mark Winter [University of Sheffield and WebElements Ltd, USA (1993-2016). Sód: wodorek sodu. Pobrane z WebElements: webelements.com.
  3. National Center for Biotechnology Information. (s.f.). PubChem Compound Database; CID = 24758. Źródło: PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Rhom i Hass inc. (2007, grudzień). Wodorek sodu 60% dyspersja w oleju. Źródło z dow.com.
  5. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Wodorek sodu. Źródło: ChemSpider: chemspider.com.
  6. WODOREK SODU. (2016). Źródło: cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  7. Formuła wodorku sodu - zastosowanie wodorku sodu, właściwości, struktura i wzór. (2005-2017). Źródło: Softschools.com: softschools.com.
  8. WODOREK SODU. (s.f.). Źródło: chemicalland21: chemicalland21.com.
  9. Dlaczego na bazie stałego wodorku sodu i kwasu nie reaguje z wodą? (2016, 20 kwietnia). Pobrane z stackexchange: chemistry.stackexchange.com.