Natrijev hidrid je anorganska spojina s formulo NaH. Ima ionsko vez med natrijem in hidridom. Njegova struktura je prikazana na sliki 1. Predstavlja fiziološke hidride, kar pomeni, da je hidrid, podoben soli, sestavljen iz Na + in H-ionov, v nasprotju z bolj molekularnimi hidridi, kot so boran, metan, amonijak in vodo.
Kristalna struktura ima koordinacijsko številko 6, kjer je vsaka natrijeva molekula obdana z 8 hidridnimi ioni, ki predstavljajo oktaedrsko obliko in je prikazana na sliki 2 (Mark Winter [University of Sheffield in WebElements Ltd, 1993-2016).
Struktura natrijevega hidrida.
Slika 2. Kristalna struktura natrijevega hidrida.
Spojino pripravimo z direktno reakcijo med natrijevim in vodikovim plinom (Natrijev hidrid Formula - Natrijev hidrid, Uporaba, lastnosti, struktura in formula, 2005-2017):
H2 + 2Na → 2NaH
Natrijev hidrid se prodaja na tržišču kot disperzijska oblika 60% m / m (mas.%) V mineralnem olju za varno ravnanje (SODIUM HYDRIDE, nd).
Fizikalne in kemijske lastnosti natrijevega hidrida
Natrijev hidrid je bela trdna snov, kadar je čista, čeprav je na splošno sive ali srebrne barve. Njegov videz je prikazan na sliki 3.
Slika 3. Videz natrijevega hidrida.
NaH ima molekulsko maso 23.99771 g / mol, gostoto 1.396 g / ml in tališče 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Je netopno v amoniaku, benzenu, tetrahloridu in ogljikovem sulfidu (Nacionalni center za informacije o biotehnologiji, nd).
Spojina je izjemno nestabilna. Čisti NaH lahko zlahka vžiga v zraku. Ko pride v stik z vodo v zraku, sprošča zelo vnetljiv vodik.
Ko je NaH odprt za zrak in vlago, se zlahka hidrolizira do močne jedke baze natrijevega hidroksida (NaOH) glede na reakcijo:
NaH + H2O → NaOH + H2
V tej reakciji je razvidno, da se natrijev hidrid obnaša kot baza. To je posledica elektronegativnosti.
Natrij ima bistveno nižjo elektronegativnost (≈1,0) kot vodik (≈2,1), kar pomeni, da vodik črpa gostoto elektronov proti sebi in se odmika od natrija, da ustvari natrijev kation in anion hidrid.
Da je spojina Brønstedova kislina, mora ločiti elektronsko gostoto vodika, to je, povezati jo z elektronegativnim atomom, kot so kisik, fluor, dušik itd. Šele takrat ga je mogoče uradno opisati kot H + in ga je mogoče tako ločiti.
Hidrid je veliko bolje opisan kot H- in ima prosti par elektronov. Kot tak je Brønsted baza, ne pa kislina. Če v resnici razširite definicijo Brønstedove kisline / baze tako, kot je to naredil Lewis, boste sklenili, da je natrij (Na +) tu kisla vrsta.
Brønstedova kislina / bazična reakcija produkta H-baze in H + kisline postane H2. Ker kisli vodik črpamo neposredno iz vode, lahko vodikov plin izdihne, kar uravnoteži ravnotežje, tudi če reakcija ni termodinamično naklonjena.
OH-ioni lahko ostanejo, kar lahko zapišemo z ostalim Na + kationom, da dobimo natrijev hidroksid (Zakaj je trden natrijev hidrid baza in ne kislina, ko reagiramo z vodo?, 2016).
Reaktivnost in nevarnosti
Spojina je močno redukcijsko sredstvo. Napade SiO2 v steklo. Vžge se ob stiku s plinastimi F2, Cl2, Br2 in I2 (slednji pri temperaturah nad 100 ° C), zlasti ob prisotnosti vlage, da tvori HF, HCl, HBr in HI.
Reagira z žveplom, da dobita Na2S in H2S. Lahko reagira eksplozivno z dimetil sulfoksidom. Močno reagira z acetilenom, tudi pri -60 ° C. V fluoru je spontano vnetljiv.
Požene reakcijo polimerizacije v etil-2,2,3-trifluoropropionatu, tako da se ester nasilno razgradi. Prisotnost dietil sukcinata in etil trifluoroacetata je povzročila eksplozije (SODIUM HYDRIDE, 2016).
Natrijev hidrid velja za jedko za kožo ali oči, ker lahko povzroči kaustične stranske produkte reakcij z vodo.
V primeru stika z očmi jih je treba vsaj 15 minut sprati z večjimi količinami vode, pod vekami in takoj poiskati zdravniško pomoč.
V primeru stika s kožo takoj krtačite in sperite prizadeto mesto z vodo. Če draženje ne mine, poiščite zdravniško pomoč.
Zdravju škodljivo pri zaužitju zaradi reakcije na vodo. Ne povzročajte bruhanja. Takoj je treba poiskati zdravniško pomoč in žrtev prepeljati v zdravstveno ustanovo.
Disperzija olje natrijevega hidrida ni praškasta. Vendar lahko reaktivni material oddaja fino kavstično meglo. V primeru vdihavanja izperite usta z vodo in odstranite poškodovanca na svež zrak. Poiskati je treba zdravniško pomoč (Rhom in Hass inc., 2007).
Prijave
Glavna uporaba natrijevega hidrida je izvajanje kondenzacijskih in alkilacijskih reakcij, ki se razvijejo s tvorbo karbaniona (katalizira baza).
Natrijev hidrid v olju spominja na natrijeve in natrijeve kovinske alkohole, saj lahko deluje kot deprotonirajoče sredstvo v acetoocetni estri, kondenzaciji Claisen, Stobbe, Dieckmann in drugih povezanih reakcijah. Ima prednosti pred drugimi kondenzacijskimi sredstvi, ker:
- Je močnejša osnova, kar ima za posledico bolj neposredno deprotoniranje.
- Presežek ni potreben.
- Nastala H2 meri merilo obsega reakcije.
- Stranske reakcije, kot so zmanjšanja, se odpravijo.
Alkilacije aromatskih in heterocikličnih aminov, kot sta 2-aminopiridin in fenotiazin, se zlahka izvedejo z visokim izkoristkom z uporabo mešanic toluen-metilformamida. Koncentracija dimetilformamida je spremenljivka, ki se uporablja za nadzor hitrosti reakcije (HINCKLEY, 1957).
Uporaba natrijevega hidrida za skladiščenje vodika je bila predlagana za uporabo v vozilih z gorivnimi celicami, hidrid pa je zaprt v plastičnih zrncih, ki jih v prisotnosti vode zdrobijo, da sprostijo vodik.
Reference
- HINCKLEY, dr. Med. (1957). Izdelava, rokovanje in uporabe natrijevega hidrida. Napredki v kemiji, letnik 19, 106-117.
- Mark Winter [Univerza v Sheffieldu in WebElements Ltd, U. (1993–2016). Natrij: natrijev hidrid. Pridobljeno iz WebElements: webelements.com.
- Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (sf). Podatkovna baza PubChem; CID = 24758. Pridobljeno iz PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Rhom in Hass inc. (2007, december). 60% disperzija natrijevega hidrida v olju. Pridobljeno s strani dow.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Natrijev hidrid. Pridobljeno s ChemSpider: chemspider.com.
- NATRIJEV HIDRID. (2016). Pridobljeno iz cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
- Natrijeva hidridna formula - Natrijev hidrid, uporabe, lastnosti, zgradba in formula. (2005–2017). Pridobljeno s spletnega mesta Softschools.com: softschools.com.
- NATRIJEV HIDRID. (sf). Pridobljeno iz chemicalland21: chemicalland21.com.
- Zakaj je trdi natrijev hidrid baza in ne kislina, ko reagiramo z vodo? (2016, 20. april). Pridobljeno iz stackexchange: chemistry.stackexchange.com.