На натриев хидрид е неорганично съединение с формула NaH. Има йонна връзка между натрий и хидрид. Структурата му е илюстрирана на фигура 1. Представителна е за солеви хидриди, което означава, че представлява хидрид, подобен на солта, съставен от Na + и H-йони, за разлика от по-молекулярните хидриди като боран, метан, амоняк и вода.
Кристалната структура има координационен номер 6, където всяка натриева молекула е заобиколена от 8 хидридни йона, представящи октаедрална форма и е илюстрирана на фигура 2 (Mark Winter [The University of Sheffield and WebElements Ltd, 1993-2016).
Структура на натриев хидрид.
Фигура 2. Кристална структура на натриев хидрид.
Съединението се получава чрез директната реакция между натриев и водороден газ (Натриева хидридна формула - Натриев хидрид Използвания, свойства, структура и формула, 2005-2017), както следва:
H2 + 2Na → 2NaH
Натриевият хидрид се продава в търговската мрежа като дисперсионна форма 60% w / w (тегловно тегло / тегло) в минерално масло за безопасна работа (SODIUM HYDRIDE, nd).
Физични и химични свойства на натриев хидрид
Натриевият хидрид е бяло твърдо вещество, когато е чисто, въпреки че като цяло има сив или сребрист цвят. Появата му е показана на фигура 3.
Фигура 3. Външен вид на натриев хидрид.
NaH има молекулно тегло 23.99771 g / mol, плътност 1.396 g / ml и точка на топене 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Той е неразтворим в амоняк, бензен, тетрахлорид на въглерод и въглероден сулфид (Национален център за информация за биотехнологиите, nd).
Съединението е изключително нестабилно. Чистият NaH може лесно да се запали във въздуха. При контакт с вода във въздуха той отделя силно запалим водород.
Когато е открит за въздух и влага, NaH също лесно се хидролизира до силната корозивна основа на натриев хидроксид (NaOH) въз основа на реакцията:
NaH + H2O → NaOH + H2
При тази реакция се вижда, че натриевият хидрид се държи като основа. Това се дължи на електронегативността.
Натрият има значително по-ниска електроотрицателност (≈1.0) от водорода (≈2.1), което означава, че водородът привлича електронната плътност към себе си, отдалечавайки се от натрия, за да генерира катион на натрий и анион хидрид.
За да може дадено съединение да бъде Brønsted киселина, трябва да отдели електронната плътност на водорода, тоест да го свърже с електроотрицателен атом като кислород, флуор, азот и т.н. Едва тогава той може да бъде официално описан като Н + и може да бъде разединен като такъв.
Хидридът е много по-добре описан като H- и има свободна електронна двойка. Като такава, тя е Brønsted база, а не киселина. В действителност, ако разширите определението на Бренстед за киселина / основа по начина, по който направи Люис, ще заключите, че натрият (Na +) е киселинният вид тук.
Продуктът на реакцията на Бронстед киселина / основа на Н-основа и Н + киселина става Н2. Тъй като киселинен водород се извлича директно от вода, водородният газ може да се издуе, измествайки равновесието, дори ако реакцията не е благоприятна термодинамично.
OH-йони могат да останат, които могат да бъдат написани с останалата част от катиона Na +, за да се получи натриев хидроксид (Защо твърдият натриев хидрид е основа, а не киселина, когато реагира с вода ?, 2016).
Реактивност и опасности
Съединението е мощен редуциращ агент. Атаки SiO2 в стъкло. Той се запалва при контакт с газообразни F2, Cl2, Br2 и I2 (последният при температури над 100 ° C), особено при наличие на влага, за да образува HF, HCl, HBr и HI.
Реагира със сяра, давайки Na2S и H2S. Може да реагира експлозивно с диметил сулфоксид. Реагира енергично с ацетилен, дори при -60 ° С. Спонтанно е запалим във флуор.
Инициира реакция на полимеризация в етил-2,2,3-трифлуоропропионат, така че естерът се разлага по насилствен начин. Наличието в реакцията на диетил сукцинат и етил трифлуороацетат предизвика експлозии (SODIUM HYDRIDE, 2016).
Натриевият хидрид се счита за корозивен за кожата или очите, поради потенциала за каустични странични продукти от реакции с вода.
В случай на контакт с очите, те трябва да се изплакнат с големи количества вода, под клепачите поне 15 минути и незабавно да се потърси медицинска помощ.
В случай на контакт с кожата, измийте веднага и изплакнете засегнатата зона с вода. Потърсете медицинска помощ, ако дразненето продължава.
Вредно при поглъщане поради реакция на вода. Не предизвиквайте повръщане. Трябва незабавно да се потърси медицинска помощ и жертвата да бъде преместена в медицинско заведение.
Дисперсията на натриев хидрид не е прах. Реагиращият материал обаче може да отделя фина каустична мъгла. В случай на вдишване, изплакнете устата с вода и изведете пострадалия на чист въздух. Трябва да се потърси медицинска помощ (Rhom and Hass inc., 2007).
Приложения
Основната употреба на натриевия хидрид е за провеждане на реакции на кондензация и алкилиране, които се развиват чрез образуването на карбанион (катализиран от основата).
Натриевият хидрид в масло наподобява натриеви и натриеви метални алкохолати по своята способност да функционира като депротониращо средство в ацетооцетния естер, кондензациите на Claisen, Stobbe, Dieckmann и други свързани реакции. Той има забележителни предимства пред другите кондензатори в това, че:
- Това е по-силна основа, което води до по-пряко депротониране.
- Не е необходимо излишък.
- Полученият Н2 дава мярка за степента на реакцията.
- Страничните реакции като намаления се елиминират.
Алкилирането на ароматни и хетероциклични амини като 2-аминопиридин и фенотиазин се осъществява лесно с висок добив, използвайки смеси от толуен-метилформамид. Концентрацията на диметилформамид е променлива, използвана за контролиране на скоростта на реакцията (HINCKLEY, 1957).
Използването на натриев хидрид за съхранение на водород е предложено за използване в превозни средства с горивни клетки, като хидридът е затворен в пластмасови гранули, които се раздробяват в присъствието на вода за освобождаване на водород.
Препратки
- HINCKLEY, MD (1957). Производство, работа и употреба на натриев хидрид. Напредък в химията, том 19, 106-117.
- Марк Уинтър [The University of Sheffield and WebElements Ltd, U. (1993-2016). Натрий: натриев хидрид. Извлечено от WebElements: webelements.com.
- Национален център за информация за биотехнологиите. (SF). PubChem Compound Database; CID = 24758. Извлечено от PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Ром и Хас вкл. (2007, декември). Натриев хидрид 60% дисперсия в масло. Извлечено от dow.com.
- Кралско химическо дружество. (2015). Натриев хидрид. Извлечено от ChemSpider: chemspider.com.
- НАРОДЕН ХИДРИД. (2016 г.). Извлечено от камеохимикали: cameochemicals.noaa.gov.
- Формула натриев хидрид - натриев хидрид, приложения, свойства, структура и формула. (2005-2017). Извлечено от Softschools.com: softschools.com.
- НАРОДЕН ХИДРИД. (SF). Извлечено от Chemicalland21: chemicalland21.com.
- Защо твърдият натриев хидрид е основа, а не киселина, когато реагира с вода? (2016 г., 20 април). Извлечено от stackexchange: chemistry.stackexchange.com.