Nātrija borhidrīds ir ļoti reaģējoša viela. Tās īpašību izpēte ļāva būtiski bagātināt organisko un neorganisko ķīmiju ar informāciju, kā arī atrisināt vairākas svarīgas analītiskas problēmas. Šis savienojums ir viens no rūpnieciski attīstītākajiem starp visiem sārmzemju metālu borhidrīdiem.
Vispārīgs apraksts
Nātrija borhidrīds ir bezkrāsaina kristāliska viela bez smaržas. Atšķirībā no citiem sārmu metālu borhidrīdiem, tas ir relatīvi stabils gaisā un ūdenī. Tas ir saistīts ar tā plašo izmantošanu ķīmiskajā rūpniecībā.
Nātrija borhidrīda empīriskā formula ir: NaBH4.
Fizikālās īpašības
Šim savienojumam ir šādas fizikālās īpašības:
- kušanas temperatūra - 500 °C;
- kristāla režģa veids - kubiskā singonija;
- molekulārais svars – 37, 843 a.u. e.m.;
- blīvums - 1,08 kg/m3;
- higroskopiskums – augsta;
- augsta elektrovadītspēja šķīdumā ar amonjaku un diglimu.
Ķīmiskās īpašības
Nātrija borhidrīda galvenās ķīmiskās īpašības ir šādas:
- laba šķīdība ūdenī, spirtos, šķidrā amonjakā, amonjaka atvasinājumos un oksoskābēs; slikti - dietilēterī, ogļūdeņražu savienojumos;
- neūdens šķīdumos tiek novērota apmaiņas reakcija ar litiju, magniju, bāriju, alumīnija halogenīdiem;
- no ūdens viela kristalizējas dihidrāta veidā NaBH4-2H2O;
- reaģējot ar slāpekli, samazinās amonjaks;
- dihidrāta žāvēšanu var veikt tikai vakuumā;
- reakcijā ar dimetilformamīdu, acetamīdu, veidojas solvāti.
Šī viela ir ļoti reaģējoša un reducējoša. Otra veida process notiek ar dažādiem parametriem:
- nav šķīdinātāja;
- ūdens šķīdumos;
- dabiskā vidē;
- šķīdumos ar plašu skābju-bāzes indeksa diapazonu.
Saņemt
Šis savienojums tiek sintezēts vairākos veidos. Galvenie reakciju veidi ir aprakstīti zemāk:
diborāns ar hidrīdu vai nātrija metilātu:
2NaH + B2H6 → 2NaBH4 , 3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH 4 + B(OCH3)3;
dimetoksiborāns arnātrija trimetoksiborhidrīds:
2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O) 2BH3=NaBH4 + 3B(OCH3) 3;
nātrija hidrīds ar etilbora ēteri:
4NaH + B(OCH2CH3)3 → NaBH 4 + 3NaOCH2CH3;
nātrija hidrīds ar bora trihlorīdu vai boranhidrīdu:
BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX, X=Cl, 1/2O.
Iegūto tehnisko vielu attīra, ekstrahējot vai pārkristalizējot no dažādiem šķīdinātājiem.
Pieteikums
Nātrija borhidrīdu izmanto šādiem mērķiem:
- smalka neorganiskā un organiskā sintēze;
- metāla solu iegūšana;
- vielu struktūras izpēte;
- ķīmisko reakciju kinētikas noteikšana;
- citu metālu borhidrīdu un to atvasinājumu iegūšana;
- dārgmetālu (platīna, pallādija, sudraba, zelta) reģenerācija no ūdens šķīdumu atkritumiem, kas ir laboratorijas analīžu vai rūpnieciskās ražošanas produkti;
- tīra gāzveida ūdeņraža iegūšana;
- putojoši sintētiski materiāli uz poliestera, polivinilspirta un putām;
- bora savienojumu sintēze (diborāns, bora trijodīds, hidrazīna monoborāns, etilamīnborāns, nātrija borosulfīds un citi);
- porainu siltumizolējošu pārklājumu iegūšana.
Kā katalizatorus ūdeņraža izdalīšanai no borhidrīda ūdenī izmanto skābeņskābes tabletes,citronskābe, dzintarskābe, hidrosulfāti, hidrofosfāti, ogleklis, kas pārklāts ar kob alta, platīna vai pallādija sāļiem.
Metāla pārklājumi
Nātrija borhidrīdu izmanto arī augstas veiktspējas metāla-bora pārklājumiem:
- augsta cietība;
- nodilumizturīgs;
- korozijas izturība;
- augsta kušanas temperatūra.
Borhidrīda metode ļauj ražot pārklājumus zemā temperatūrā (apmēram 40 °C) uz vara, sudraba, zelta, dzelzs, niķeļa, kob alta, pallādija, platīna un citu metālu bāzes. Kā piedevas var izmantot dažādus komponentus (sulfītus, sulfītus, tiosulfātus), kas dod iespēju iegūt divkomponentu un trīskomponentu sakausējumus ar jaunām īpašībām.
