Natriumboorhydride is een zeer reactieve stof. De studie van de eigenschappen ervan maakte het mogelijk om de organische en anorganische chemie aanzienlijk te verrijken met informatie en om een aantal belangrijke analytische problemen op te lossen. Deze verbinding is een van de meest geïndustrialiseerde van alle aardalkalimetaalboorhydriden.
Algemene beschrijving
Natriumboorhydride is een kleurloze, geurloze kristallijne stof. In tegenstelling tot andere alkalimetaalboorhydriden is het relatief stabiel in lucht en water. Dit komt door het wijdverbreide gebruik in de chemische industrie.
De empirische formule voor natriumboorhydride is: NaBH4.
Fysieke eigenschappen
Deze verbinding heeft de volgende fysische eigenschappen:
- smeltpunt - 500 °C;
- type kristalrooster - kubieke syngonie;
- moleculair gewicht – 37, 843 a.u. e.m.;
- dichtheid - 1,08 kg/m3;
- hygroscopiciteit – hoog;
- hoge elektrische geleidbaarheid in oplossing met ammoniak en diglyme.
Chemische eigenschappen
De belangrijkste chemische eigenschappen van natriumboorhydride zijn als volgt:
- goede oplosbaarheid in water, alcoholen, vloeibare ammoniak, ammoniakderivaten en oxozuren; slecht - in diethylether, koolwaterstofverbindingen;
- in niet-waterige oplossingen wordt een uitwisselingsreactie met lithium, magnesium, barium en aluminiumhalogeniden waargenomen;
- uit water kristalliseert de stof in de vorm van dihydraat NaBH4-2H2O;
- bij reactie met stikstof wordt ammoniak verminderd;
- het drogen van het dihydraat kan alleen onder vacuüm;
- in de reactie met dimethylformamide, acetamide, vindt de vorming van solvaten plaats.
Deze stof is zeer reactief en reducerend. Het tweede type proces gaat met verschillende parameters:
- geen oplosmiddel;
- in waterige oplossingen;
- in organische omgevingen;
- in oplossingen met een breed scala aan zuur-base-indexen.
Ontvangen
Deze verbinding wordt op verschillende manieren gesynthetiseerd. De belangrijkste soorten reacties worden hieronder beschreven:
diboraan met hydride of natriummethylaat:
2NaH + B2H6 → 2NaBH4 , 3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH 4 + B(OCH3)3;
dimethoxyboraan metnatriumtrimethoxyboorhydride:
2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O) 2BH3=NaBH4 + 3B(OCH3) 3;
natriumhydride met ethylboorether:
4NaH + B(OCH2CH3)3 → NaBH 4 + 3NaOCH2CH3;
natriumhydride met boortrichloride of boorzuuranhydride:
BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX, X=Cl, 1/2O.
De resulterende technische stof wordt gezuiverd door extractie of herkristallisatie uit verschillende oplosmiddelen.
Toepassing
Natriumboorhydride wordt voor de volgende doeleinden gebruikt:
- fijne anorganische en organische synthese;
- het verkrijgen van metalen sols;
- studie van de structuur van stoffen;
- bepaling van de kinetiek van chemische reacties;
- het verkrijgen van boorhydriden van andere metalen en hun derivaten;
- regeneratie van edele metalen (platina, palladium, zilver, goud) uit waterige afvaloplossingen, die producten zijn van laboratoriumanalyse of industriële productie;
- het verkrijgen van zuivere gasvormige waterstof;
- schuimende kunststoffen op basis van polyester, polyvinylalcohol en schuim;
- synthese van boorverbindingen (diboraan, boortrijodide, hydrazinemonoboraan, ethylamineboraan, natriumborosulfide en andere);
- het verkrijgen van poreuze warmte-isolerende coatings.
Als katalysator voor het vrijkomen van waterstof uit boorhydride in water, worden oxaalzuurtabletten gebruikt,citroenzuur, barnsteenzuur, hydrosulfaten, hydrofosfaten, koolstof bedekt met zouten van kob alt, platina of palladium.
Metalen coatings
Natriumboorhydride wordt ook gebruikt voor hoogwaardige metaalboriumcoatings:
- hoge hardheid;
- slijtvast;
- corrosieweerstand;
- hoog smeltpunt.
De boorhydridemethode maakt het mogelijk om bij lage temperatuur (ongeveer 40 °C) coatings te produceren op basis van koper, zilver, goud, ijzer, nikkel, kob alt, palladium, platina en andere metalen. Als additieven kunnen verschillende componenten (sulfieten, sulfieten, thiosulfaten) worden gebruikt, waardoor het mogelijk wordt om twee- en driecomponentenlegeringen met nieuwe eigenschappen te verkrijgen.
