SODYUM BOROHIDRÜR (NABH4): YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Sodyum borohidrid , kimyasal formülü NaBH ile bir inorganik katı olan ₄ . Alkali borohidritlerin temsilcisi olarak düşünülebilir ve bunların en yaygın olanıdır. Beyaz kristal bir katıdır.

Su ile temas halinde, NaBH zaman ₄ ısı ve hidrojen, H üretebilir ₂ bu dikkatle ele alınması gereken, böylece yanıcı olan. H ^- hidrit iyonları üretme kolaylığı nedeniyle , sodyum borohidrit orta derecede indirgeyici bir bileşiktir ve bu nedenle bu amaç için kimyasal reaksiyonlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sodyum borohidrür, NaBH ₄ , katı. Ondřej Mangl. Kaynak: Wikimedia Commons.

İndirgeme özelliği, kağıdın ana bileşeni olan selülozun oksidasyonuna karşı etki ederek kağıt hamuru ve kağıdın parlaklık ve stabilite özelliklerini geliştirdiği için kağıt endüstrisinde de kullanılmaktadır.

Su varlığında kolayca hidrojen oluşturabildiği için, yakıt hücrelerinde tersinir bir hidrojen kaynağı olarak kullanılması olasılığı da araştırılmıştır.

İlaç endüstrisinde olduğu gibi, azaltma özelliğine dayalı başka kullanımları da vardır.

yapı

Sodyum borohidrür, iyonik bir bileşiktir. Bu borohidrid anyon oluşturulur ^- sodyum katyonu Na bağlanmış ⁺ .

Anyon ^- dörtyüzlüdür.

Sodyum borhidrürün yapısı. Kemikungen. Kaynak: Wikimedia Commons.

Lewis yapısı aşağıdaki gibidir:

NaBH _4'ün Lewis elektronik yapısı . Yazar: Marilú Stea.

terminoloji

-Sodyum borohidrid

-Sodyum tetrahidroborat

-Sodyum tetrahidruroborat

Fiziki ozellikleri

Fiziksel durum

Kristal halinde beyaz katı.

Moleküler ağırlık

37.84 g / mol

Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı

∼ 220ºC

ayrışma sıcaklığı

> 250ºC

Yoğunluk

1.074 g / cm ³ 20ºC'de

Çözünürlük

NaBH ₄ , kısmen hidrolize olduğu suda (25ºC'de 55 g / 100mL) oldukça çözünür. Tetrahidrofuranda (THF) çözünür ve dietil eterde çözünmez.

Kimyasal özellikler

Sodyum borohidrür suda çözünür, burada ilk ayrışma veya hidrolize uğrar ve bu da çözeltiyi bazik hale getirir ve daha fazla hidrolizi önler.

^- + H ₂ O → B (OH) ₃ + H ₂ ↑ + OH ^-

Bu açıklanır çünkü ^- suyun H ⁺ ile etkileşime girer , burada H ⁺ , H _2'yi oluşturmak için bir hidrit anyonu H ^- alır . BH _3'ün hidrit iyonu H ^- için H ⁺ ile rekabet ettiği söylenebilir .

Asit bir ortamda, H ⁺ iyonlarının bolluğu nedeniyle hidroliz tamamlanır .

NaBH ₄ kuru havada stabildir. Uçucu değildir.

Hidrit iyonları içeriğinden dolayı sodyum borohidrit indirgeyici bir bileşiktir. C = O karbonil grubunun C-OH'ye, yani karbonil bileşiklerinin alkollere indirgenmesini sağlar.

NaBH ₄ tek başına C = C çift bağlarını azaltmaz, karbonil gruplarıyla konjuge olanlar bile –C = CC (= O) -.

Bununla birlikte, protonik (örneğin, HCI gibi) asitler ya da (örneğin Bcl gibi Lewis asitleri ile temas halinde ₃ veya ALCL ₃ ), diboran B ₂ H _{6 oluşturulur} . Bu reaksiyon, bir C = C çift bağı, diboran B organik bileşiklerin varlığında gerçekleştirilir ise ₂ H ₆ yapar bu hidroborasyon.

Uygun katalizörlerin ve özel koşulların varlığında sodyum borohidrür, çeşitli tiplerdeki fonksiyonel grupları azaltabilir.

Riskler

Sudaki hidroliz reaksiyonunun ısısı, içinde oluşan hidrojeni tutuşturmak için yeterlidir. Bu nedenle, onu tutarken dikkatli olmak önemlidir.

NaBH ₄ kolayca tutuşur ve kolayca yanar.

edinme

NaBH Tipik bir preparat, reaksiyon ₄ sodyum hidrit NaH ve B (OCH ile ₃ ) ₃ yaklaşık 250 ° C 'bir sıcaklıkta:

4 NaH + B (OCH ₃ ) ₃ → NaBH ₄ + 3 NaOCH ₃

Uygulamalar

Kimyasal reaksiyonların azaltılmasında

H ^- iyonlarının kaynağı olarak NaBH ₄ , indirgeyici bir bileşiktir ve diğer kimyasal bileşikleri hazırlamak için kullanılır. Bunun için dimetilsülfoksit, heksametilfosforamid ve dimetilformamid gibi H ⁺ protonları olmadan aprotik polar çözücülerde kullanılır .

Hem organik hem de inorganik kimyasal reaksiyonlarda indirgeyici ajan olarak kullanılır.

Aldehitlerin birincil alkollere ve ketonların ikincil alkollere indirgenmesine izin verir.

Ayrıca, alkil halojenürleri iyododekan dekana, bromoundekanoik asit undekanoik aside ve klorododekanı dodekan gibi hidrokarbonlara indirger.

Tek başına etki ederse, indirgeme ester, karboksilik asit, nitril ve sülfon gibi diğer fonksiyonel grupları etkilemez.

C = C çift bağı, karbonil grupları ile konjuge olmayan hatta azaltmamak Bu özellik -C = C (= O) -, bu olası doymamış alkoller, -C = C-CH hazırlamak kolaylaştırır ₂ -OH.

Nitratlanmış aromatik bileşikleri karşılık gelen anilinlere indirgemek için kobalt veya kalay klorür gibi katalizörlerin varlığını gerektirir. Disülfitleri tiyollere indirger.

Uygun koşullar ve katalizörlerin varlığında, karboksilik asitlerin, esterlerin, amidlerin, nitrillerin, iminlerin, epoksitlerin ve hatta çift ve üçlü bağların indirgenmesine izin verir.

H üretiminde

NaBH ₄ , bir yakıt hücresine dönüştürülebilir.

NaBH ₄ bir alkalin KOH veya NaOH çözeltisi mevcudiyetinde hidrolize ve hidrojen, H üreten ₂ bir polimer elektrolit yakıt hücresinde yakıt olarak kullanılabilir.

Aynı zamanda H ₂ için tersinir bir depolama malzemesi olarak da araştırılmıştır .

NaBH ₄ nanopartikülleri bir yüzey aktif madde ile sentezlenir ve stabilize edilir. NicL ile işlendikten sonra ₂ , koruyucu bir tabaka veya kaplama olarak H salınımını düzenleyen oluşturulur ₂ tamamen geri dönüşümlü bir şekilde.

Bu yeni nanometrik malzeme H kullanımına izin verecek ₂ yenilenebilir bir şekilde üretilen bir temiz yakıt olarak.

Hidrojen yakıt hücresiyle çalışan araç. Artur Braun (Arturbraun). Kaynak: Wikimedia Commons.

Selüloz ve kağıt endüstrisinde

Sodyum borohidrit, kağıt hamuru ve kağıdın parlaklığını ve diğer fiziksel özelliklerini iyileştirmek için kullanılır.

Kağıdın selülozik matrisinin bozulması, oksidasyonu içeren karmaşık süreçlerle gerçekleşir. Hidroksil grupları, karbonil ve karboksil olarak oksitlenir, bu da kağıdın renginin solmasına ve fiziksel özelliklerinde bir azalmaya yol açar.

Hamuru veya kağıdı NaBH ₄ ile işleyerek, karboksilik asit gruplarını etkilemeden aldehitleri ve ketonları -OH gruplarına indirgeyerek, başlangıç ​​değerlerinden daha yüksek stabilite ve parlaklığı arttırır.

NaBH ₄ , kağıdın parlaklığını iyileştirir. Yazar: Rawpixel. Kaynak: Pixabay.

Çeşitli kullanımlarda

Sodyum borhidrür, atık suyu, gıda ve içecek endüstrisinde bir lezzet arttırıcı ajan olarak, bir kaplama ajanı olarak ve tütün üretiminde, farmasötik, tekstil ve endüstriyel endüstrilerde yüzey işlemi için arıtmak için kullanılır. Deri.

Referanslar

1. Christian, ML ve Aguey-Zinsou, K.-F. (2012). NaBH için Yüksek Tersinir Hidrojen Depolama Kapasitesine Öncü Çekirdek-Kabuk Stratejisi ₄ . ACS Nano 2012, 6, 9, 7739-7751. Pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
2. Nora de Souza, MV ve Alves V., TR (2006). Farklı bileşik sınıflarının indirgenmesinde sodyum borohidridin aracılık ettiği son metodolojiler. Uygulama Organometal. Chem. 2006; 20: 798-810. Onlinelibrary.wiley.com'dan kurtarıldı.
3. Imamoto, T. (1991). Azaltılması. Sodyum borohidrid. Kapsamlı Organik Sentezde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
4. Tang, LC (1986) Sodyum Borohidrür İşlemiyle Kağıdın Stabilizasyonu. Tarihi Tekstil ve Kağıt Malzemelerinde. Bölüm 24. Sayfalar 427-441. Kimyadaki Gelişmeler, Cilt 212. pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
5. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
6. Morrison, Robert Thornton; ve Boyd, Robert Neilson. 1992. Organik Kimya. Prentice-Hall. ISBN 81-203-0765-8.
7. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Sodyum borohidrid. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov adresinden kurtarıldı.