Nātrija hidrīda ir neorganisks savienojums ar formulu NaH. Tam ir jonu saite starp nātriju un hidrīdu. Tā struktūra ir parādīta 1. attēlā. Tas pārstāv fizioloģiskā šķīduma hidrīdus, kas nozīmē, ka tas ir hidrīds, kas līdzīgs sālim, sastāv no Na + un H-joniem, atšķirībā no molekulārākiem hidrīdiem, piemēram, borāna, metāna, amonjaka. un ūdens.
Kristāla struktūras koordinācijas skaitlis ir 6, kur katru nātrija molekulu ieskauj 8 hidrīda joni, kuriem ir oktaedriska forma, un tas ir parādīts 2. attēlā (Marks Vinters [Šefīldas Universitāte un SIA WebElements, 1993-2016).
Nātrija hidrīda struktūra.
2. attēls. Nātrija hidrīda kristāla struktūra.
Savienojumu sagatavo tiešā reakcijā starp nātriju un ūdeņraža gāzi (nātrija hidrīda formula - nātrija hidrīda pielietojums, īpašības, struktūra un formula, 2005. – 2017. Gads) šādi:
H2 + 2Na → 2NaH
Nātrija hidrīdu komerciāli pārdod kā 60% masas (masas% no svara) dispersijas veidā minerāleļļā drošai lietošanai (NĀTRIJA HIDRĪDS, nd).
Nātrija hidrīda fizikālās un ķīmiskās īpašības
Nātrija hidrīds ir balta cieta viela, ja tā ir tīra, lai arī parasti tā ir pelēkā vai sudraba krāsā. Tās izskats ir parādīts 3. attēlā.
3. attēls. Nātrija hidrīda izskats.
NaH molekulmasa ir 23,99771 g / mol, blīvums 1,396 g / ml un kušanas temperatūra ir 800 ° C (Karaliskā ķīmijas biedrība, 2015). Tas nešķīst amonjakā, benzolā, tetrahlorogleklī un oglekļa disulfīdā (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs, nd).
Savienojums ir ārkārtīgi nestabils. Tīrs NaH var viegli aizdegties gaisā. Saskaroties ar ūdeni gaisā, tas izdala viegli uzliesmojošu ūdeņradi.
Kad NaH ir atvērts gaisam un mitrumam, to arī viegli hidrolizē līdz spēcīgai kodīgai nātrija hidroksīda (NaOH) bāzei, pamatojoties uz reakciju:
NaH + H2O → NaOH + H2
Šajā reakcijā var redzēt, ka nātrija hidrīds uzvedas kā bāze. Tas ir saistīts ar elektronegativitāti.
Nātrijam ir ievērojami zemāka elektronegativitāte (≈1,0) nekā ūdeņradim (≈2,1), kas nozīmē, ka ūdeņradis pievilina elektronu blīvumu pret sevi, virzoties prom no nātrija, veidojot nātrija katjonu un anjonu hidrīds.
Lai savienojums būtu Brønsted skābe, tam ir nepieciešams atdalīt ūdeņraža elektronu blīvumu, tas ir, savienot to ar elektronegatīvu atomu, piemēram, skābekli, fluoru, slāpekli utt. Tikai tad to var oficiāli raksturot kā H + un to var atdalīt kā tādu.
Hidrīdu daudz labāk raksturo kā H-, un tam ir brīvs elektronu pāris. Kā tāda tā ir Brønsted bāze, nevis skābe. Faktiski, paplašinot Brønsted skābes / bāzes definīciju tā, kā to darīja Lūiss, jūs secināsit, ka nātrijs (Na +) šeit ir skābās sugas.
H-bāzes un H + skābes Brønsted skābes / bāzes reakcijas produkts kļūst par H2. Tā kā skābo ūdeņradi ekstrahē tieši no ūdens, ūdeņraža gāze var burbuļot, mainot līdzsvaru pat tad, ja reakcija nav termodinamiski labvēlīga.
OH-joni var palikt, un tos var rakstīt ar pārējo Na + katjonu, lai iegūtu nātrija hidroksīdu (Kāpēc cietais nātrija hidrīds ir bāze, nevis skābe, reaģējot ar ūdeni?, 2016).
Reaģētspēja un bīstamība
Savienojums ir spēcīgs reducētājs. Uzbrūk SiO2 stiklā. Saskaroties ar gāzveida F2, Cl2, Br2 un I2 (pēdējais temperatūrā virs 100 ° C), īpaši mitruma klātbūtnē, tas aizdegas, veidojot HF, HCl, HBr un HI.
Reaģē ar sēru, iegūstot Na2S un H2S. Var eksplozīvi reaģēt ar dimetilsulfoksīdu. Spēcīgi reaģē ar acetilēnu, pat -60 ° C temperatūrā. Tas spontāni uzliesmo ar fluoru.
Uzsāk polimerizācijas reakciju etil-2,2,3-trifluorpropionātā tā, lai esteris intensīvi sadalītos. Dietila sukcināta un etil-trifluoracetāta reakcija ir izraisījusi eksploziju (SODIUM HYDRIDE, 2016).
Nātrija hidrīds tiek uzskatīts par kodīgu ādai vai acīm, jo var rasties kaustiski blakusprodukti, kas rodas reakcijās ar ūdeni.
Ja nokļūst acīs, tās vismaz 15 minūtes jānoskalo ar lielu daudzumu ūdens zem plakstiņiem un nekavējoties jāmeklē medicīniskā palīdzība.
Ja nokļūst uz ādas, nekavējoties notīriet suku un skalojiet skarto vietu ar ūdeni. Ja kairinājums nepāriet, meklējiet medicīnisko palīdzību.
Kaitīgs, ja norij, sakarā ar reakciju uz ūdeni. Neizraisiet vemšanu. Nekavējoties jāmeklē medicīniskā palīdzība un cietušais jānogādā medicīnas iestādē.
Nātrija hidrīda eļļas dispersija nav pulveris. Tomēr reaģējošais materiāls var izdalīt smalku kodīgu miglu. Ieelpojot, izskalojiet muti ar ūdeni un nogādājiet cietušo svaigā gaisā. Jāmeklē medicīniskā palīdzība (Rhom and Hass inc., 2007).
Lietojumprogrammas
Nātrija hidrīda galvenā izmantošana ir kondensācijas un alkilēšanas reakciju veikšana, kas attīstās, veidojot karbanionu (katalizē bāze).
Nātrija hidrīds eļļā atgādina nātrija un nātrija metālu alkoholātus spējā darboties kā deprotonējošu līdzekli acetoetiķskābes esterī, Claisen, Stobbe, Dieckmann kondensātos un citās saistītās reakcijās. Tam ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem kondensācijas līdzekļiem, jo:
- Tā ir spēcīgāka bāze, kuras rezultātā notiek tiešāka deprotonācija.
- Pārmērība nav nepieciešama.
- Izgatavotais H2 parāda reakcijas pakāpes lielumu.
- Tādas blakusparādības kā redukcijas tiek novērstas.
Aromātisko un heterociklisko amīnu, piemēram, 2-aminopiridīna un fenotiazīna, alkilēšanu var viegli veikt ar lielu ražu, izmantojot toluola-metilformamīda maisījumus. Dimetilformamīda koncentrācija ir mainīga lielums, ko izmanto, lai kontrolētu reakcijas ātrumu (HINCKLEY, 1957).
Nātrija hidrīda izmantošana ūdeņraža glabāšanai ir ierosināta izmantošanai kurināmā elementu transporta līdzekļos, hidrīds tiek ievietots plastmasas granulās, kuras sasmalcina ūdens klātbūtnē, lai atbrīvotu ūdeņradi.
Atsauces
- HINKKLIJA, MD (1957). Nātrija hidrīda ražošana, apstrāde un lietošana. Advances in Chemistry, 19. sēj., 106.-1117.
- Marks Vinters [Šefīldas Universitāte un WebElements Ltd, ASV (1993-2016). Nātrijs: nātrija hidrīds. Iegūts no WebElements: webelements.com.
- Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (sf). PubChem salikto datu bāze; CID = 24758. Saņemts no PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Roms un Hass inc. (2007, decembris). Nātrija hidrīda 60% dispersija eļļā. Izgūts no vietnes dow.com.
- Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Nātrija hidrīds. Izgūts no ChemSpider: chemspider.com.
- NĀTRIJA HIDRĪDS. (2016). Iegūts no katoķīmiskajām vielām: cameochemicals.noaa.gov.
- Nātrija hidrīda formula - nātrija hidrīda pielietojums, īpašības, struktūra un formula. (2005.-2017.). Saņemts no vietnes Softschools.com: softschools.com.
- NĀTRIJA HIDRĪDS. (sf). Iegūts no chemicalland21: chemicalland21.com.
- Kāpēc cietais nātrija hidrīds ir bāze, nevis skābe, reaģējot ar ūdeni? (2016, 20. aprīlis). Izgūts no stackexchange: chemistry.stackexchange.com.