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

2633
Anthony Golden
Właściwości wodorku sodu (NaH), reaktywność, zagrożenia, zastosowania

Plik wodorek sodu Jest to nieorganiczny związek o wzorze NaH. Ma wiązanie jonowe między sodem a wodorem. Jego budowę ilustruje rysunek 1. Jest reprezentatywny dla wodorków solnych, co oznacza, że ​​jest wodorem podobnym do soli, złożonym z jonów Na + i H-, w przeciwieństwie do bardziej molekularnych wodorków, takich jak boran, metan, amoniak i woda.

Struktura krystaliczna ma numer koordynacyjny 6, gdzie każda cząsteczka sodu jest otoczona przez 8 jonów wodorkowych o kształcie oktaedrycznym i jest zilustrowana na rysunku 2 (Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd, 1993-2016).

Struktura wodorku sodu.
Rysunek 2. Struktura krystaliczna wodorku sodu.

Związek jest przygotowywany przez bezpośrednią reakcję między sodem i wodorem (wzór wodorku sodu - zastosowanie, właściwości, struktura i wzór wodoru sodu, 2005-2017) w następujący sposób:

H2 + 2Na → 2NaH

Wodorek sodu jest sprzedawany w handlu w postaci dyspersji o zawartości 60% w / w (procent wagowo-wagowy) w oleju mineralnym w celu zapewnienia bezpiecznej obsługi (WODOREK SODU, b.d.).

Indeks artykułów

  • 1 Właściwości fizyczne i chemiczne wodorku sodu
  • 2 Reaktywność i zagrożenia
  • 3 Zastosowania
  • 4 Odnośniki

Właściwości fizyczne i chemiczne wodorku sodu

Wodorek sodu jest czystym białym ciałem stałym, chociaż zazwyczaj ma kolor szary lub srebrny. Jego wygląd pokazano na rysunku 3.

Rysunek 3. Wygląd wodorku sodu.

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, b.d.).

Związek jest wyjątkowo niestabilny. Czysty NaH może łatwo zapalić się w powietrzu. W kontakcie z wodą obecną w powietrzu uwalnia wysoce łatwopalny wodór.

Gdy jest otwarty na powietrze i wilgoć, NaH łatwo hydrolizuje również do silnej korozyjnej zasady wodorotlenku sodu (NaOH) w oparciu o reakcję:

NaH + H2O → NaOH + H2

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

Sód ma znacznie niższą elektroujemność (≈1,0) niż wodór (≈2,1), co oznacza, że ​​wodór przyciąga gęstość elektronów do siebie, oddalając się od sodu, aby wytworzyć kation sodu i anionowodorek.

Aby związek był kwasem Brønsteda, musi oddzielić gęstość elektronową wodoru, to znaczy połączyć go z atomem elektroujemnym, takim jak tlen, fluor, azot itp. Tylko wtedy można go formalnie opisać jako H + i jako taki można go zdysocjować.

Wodorek jest znacznie lepiej opisany jako H- i ma wolną parę elektronów. W związku z tym jest to zasada Brønsteda, a nie kwas. W rzeczywistości, jeśli rozszerzysz definicję kwasu / zasady Brønsteda tak, jak zrobił to Lewis, dojdziesz do wniosku, że sód (Na +) jest tutaj gatunkiem kwaśnym..

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

Jony OH- mogą pozostać, które można zapisać z resztą kationu Na +, tworząc wodorotlenek sodu (Dlaczego stały wodorek sodu jest zasadą, a nie kwasem w reakcji z wodą?, 2016).

Reaktywność i zagrożenia

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

Reaguje z siarką dając Na2S i H2S. Może reagować wybuchowo z dimetylosulfotlenkiem. Silnie reaguje z acetylenem, nawet w -60 ° C. Samorzutnie zapala się w fluorze.

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

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

W przypadku kontaktu z oczami należy je przepłukać dużą ilością wody pod powiekami przynajmniej przez 15 minut i natychmiast zgłosić się do lekarza..

W przypadku kontaktu ze skórą natychmiast wyszczotkować i spłukać dotknięte miejsce wodą. W przypadku utrzymywania się podrażnienia zasięgnąć porady lekarza..

Działa szkodliwie po połknięciu w wyniku reakcji z wodą. Nie wywoływać wymiotów. Poszukaj natychmiastowej pomocy lekarskiej i przenieś ofiarę do placówki medycznej..

Dyspersja olejowa wodorku sodu nie jest proszkiem. Jednak reagujący materiał może wydzielać drobną żrącą mgłę. W przypadku wdychania wypłukać usta wodą i wyprowadzić poszkodowanego na świeże powietrze. Zasięgnij porady lekarskiej (Rhom and Hass inc., 2007).

Aplikacje

Głównym zastosowaniem wodorku sodu jest przeprowadzanie reakcji kondensacji i alkilacji, które rozwijają się poprzez tworzenie karboanionu (katalizowanego przez zasadę).

Wodorek sodu w oleju przypomina alkoholany sodu i metalicznego sodu w swojej zdolności do działania jako środek deprotonujący w estrze acetooctowym, kondensacjach Claisena, Stobbe, Dieckmanna i innych pokrewnych reakcjach. Ma wyraźne zalety w porównaniu z innymi czynnikami kondensacyjnymi, ponieważ:

  1. Jest to mocniejsza zasada, co skutkuje bardziej bezpośrednią deprotonacją.
  2. Nie jest potrzebny żaden nadmiar.
  3. Wytworzony H2 jest miarą stopnia reakcji.
  4. Reakcje uboczne, takie jak redukcje, są wyeliminowane.

Alkilowanie amin aromatycznych i heterocyklicznych, takich jak 2-aminopirydyna i fenotiazyna, można łatwo przeprowadzić z dużą wydajnością przy użyciu mieszanin toluen-metyloformamid. Stężenie dimetyloformamidu jest zmienną używaną do kontrolowania szybkości reakcji (HINCKLEY, 1957).

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

Bibliografia

  1. HINCKLEY, M. D. (1957). Produkcja, obsługa i zastosowania wodorku sodu. Advances in Chemistry, tom 19, 106-117.
  2. Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd, U. (1993–2016). Sód: wodorek sodu. Pobrane z WebElements: webelements.com.
  3. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (s.f.). Baza danych PubChem Compound; CID = 24758. Pobrane z PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Rhom and Hass inc. (2007, grudzień). Wodorek sodu 60% dyspersja w oleju. Pobrane z dow.com.
  5. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Wodorek sodu. Pobrane z ChemSpider: chemspider.com.
  6. WODOREK SODU. (2016). Pobrane z cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  7. Formuła wodorku sodu - Zastosowania, właściwości, struktura i formuła wodorku sodu. (2005-2017). Pobrane z Softschools.com: softschools.com.
  8. WODOREK SODU. (s.f.). Pobrane z chemicalland21: chemicalland21.com.
  9. Dlaczego stały wodorek sodu jest zasadą, a nie kwasem w reakcji z wodą? (2016, 20 kwietnia). Pobrane z stackexchange: chemistry.stackexchange.com.

Jeszcze bez komentarzy