硼氢化钠 (NaBH4) 是一种白色结晶粉末,用作有机合成中的还原剂和燃料电池的氢源。它的反应性非常强,对水非常敏感。
国际纯粹和应用化学联合会名称 | 四氢硼酸钠 |
分子式 | 硼氢化钠 |
CAS 号 | 16940-66-2 |
同义词 | 硼氢化钠、四氢硼酸钠、硼氢化钠水合物、四氢硼酸钠水合物 |
乙酰胆碱 | InChI=1S/BH4.Na/h1H4;/q+1;-1 |
硼氢化钠性质
硼氢化钠的沸点
硼氢化钠没有明确的沸点,因为它在加热时会分解。分解温度取决于温度和压力条件。
硼氢化钠的熔点
硼氢化钠的熔点为240至242℃。在此温度下,NaBH4 的固态变为液态。
硼氢化钠密度g/ml
硼氢化钠的密度为1.33g/ml。它是一种白色结晶固体,与其他物质相比相对致密。
摩尔质量 of 硼氢化钠
硼氢化钠 (NaBH4) 的摩尔质量为 37.83 g/mol。它的计算方法是将 NaBH4 分子式中所有原子(1 个钠原子、1 个硼原子和 4 个氢原子)的原子质量相加。
硼氢化钠的分子量
硼氢化钠的分子量为37.83 g/mol。这是 NaBH4 分子式中各个原子的原子质量之和。
硼氢化钠的结构
硼氢化钠是一种四面体分子,中心有一个钠离子,并附有四个硼氢化物基团。硼原子与四个氢原子键合,形成四面体结构。
硼氢化钠化学式
四氢硼酸钠的化学式是NaBH4。它由1个钠原子(Na)、1个硼原子(B)和4个氢原子(H)组成。该式表示该物质的化学成分及其元素组成。
外貌 | 白色结晶粉末 |
比重 | 1.33克/毫升 |
颜色 | 白色的 |
闻 | 无味 |
摩尔质量 | 37.83 克/摩尔 |
密度 | 1.33克/毫升 |
融合点 | 240-242℃ |
沸点 | 加热时分解 |
闪点 | 不适用 |
水中溶解度 | 溶于水 |
溶解度 | 溶于有机溶剂 |
蒸汽压力 | 不适用 |
蒸气密度 | 不适用 |
酸度 | 不适用 |
酸碱度 | 不适用 |
硼氢化钠的安全性和危险性
四氢硼酸钠易燃,与水发生反应。能释放出易燃氢气,与空气形成爆炸性混合物。四氢硼酸钠也是一种皮肤和眼睛刺激物。处理四氢硼酸钠时,应使用足够的通风和个人防护设备,以尽量减少接触。将其存放在阴凉、干燥的地方,远离火源和水。
危险符号 | 易燃、有刺激性 |
安全说明 | S26、S36/37 |
联合国识别号 | UN3375 |
海关编码 | 2827.90.90 |
危险等级 | 4.3 |
包装组别 | 二 |
毒性 | 摄入、吸入和皮肤接触具有中度毒性 |
硼氢化钠的合成方法
硼氢化钠 (NaBH4) 可以通过多种方法合成,包括:
- 金属钠还原:该方法涉及用金属钠还原三氧化硼(B2O3)生成NaBH4。
- 氢化钠的还原:氢化钠(NaH)可用于还原三卤化硼以产生NaBH4。
- 氢化铝锂还原:氢化铝锂(LiAlH4)可用于还原卤化硼生产NaBH4。
- 加氢:硼氢化钠(NaBH3H)加氢可合成硼氢化钠。
由于四氢硼酸钠易燃且具有反应性,因此应在通风良好的环境中使用专用设备和经过培训的人员执行所有这些方法。选择的合成方法将取决于所需的产率、纯度和成本考虑。
硼氢化钠的用途
四氢硼酸钠(NaBH4)是一种多功能还原剂,在各个领域有着广泛的应用。四氢硼酸钠的一些常见用途是:
- 有机合成:NaBH4 用于将羰基化合物、酯、腈和酰胺还原为其相应的醇、醛和胺。
- 药物:四氢硼酸钠用于合成各种活性药物成分和制备手性化合物。
- 高分子科学:NaBH4用于环氧树脂和不饱和聚酯树脂的还原。
- 环境:四氢硼酸钠可用于废水处理,减少重金属、染料等污染物。
- 食品工业:NaBH4 在低脂涂抹酱、冰淇淋和巧克力的生产中用作还原剂。
总体而言,四氢硼酸钠由于其温和的还原特性以及选择性还原复杂分子结构中官能团的能力而被证明是化学合成领域的一种有价值的工具。
问题:
以下哪些化合物可以被硼氢化钠还原?检查所有适用。
四氢硼酸钠 (NaBH4) 可以还原多种化合物,包括:
- 羰基化合物,例如醛和酮
- 腈类
- 酯类
- 酰胺类
- 环氧树脂
- 不饱和聚酯树脂
- 某些染料
- 重金属
- 手性化合物
值得注意的是,特定条件和反应参数会影响还原效率和还原过程的选择性。此外,并非所有化合物都适合用四氢硼酸钠还原,因为有些化合物可能会发生不需要的副反应。
为什么将硼氢化钠暴露在潮湿环境中很重要?
由于以下几个原因,四氢硼酸钠 (NaBH4) 暴露在湿气中非常重要:
- 反应性:四氢硼酸钠具有很强的反应性,在潮湿的情况下会迅速分解,产生氢气和热量。如果处理不当,可能会造成爆炸和火灾的风险。
- 水解:四氢硼酸钠在水分存在下容易水解形成四氢硼酸钠水合物(NaBH4.xH2O),与无水形式相比,其还原性降低。
- 储存稳定性:水分会导致四氢硼酸钠逐渐分解,从而缩短其保质期和作为还原剂的有效性。
因此,将硼氢化钠储存在干燥、密闭的容器中并在通风良好的环境中处理以尽量减少与湿气的接触非常重要。如果暴露于湿气是不可避免的,使用除湿剂或保护气氛可以帮助最大限度地减少其对四氢硼酸钠的稳定性和反应性的影响。
硼氢化钠是催化剂吗
四氢硼酸钠 (NaBH4) 通常不被认为是催化剂,而是还原剂。催化剂是一种加速化学反应但本身不发生永久变化的物质。四氢硼酸钠在被还原时发生化学变化,并在还原反应中被消耗。
有机合成和还原反应通常使用四氢硼酸钠作为氢阴离子 (H-) 离子源。四氢硼酸钠将这些氢阴离子转移到底物分子上,从而还原羰基、腈和酯等官能团。尽管四氢硼酸钠具有还原剂的作用,但它还可以作为质子受体发挥次要作用,使其成为一种弱碱,可以影响反应条件并影响反应结果。
硼氢化钠与水混合会产生什么可燃气体?
如果四氢硼酸钠(NaBH4)与水混合,它会快速水解形成水合硼氢化钠(NaBH4.xH2O)和氢气。产生的氢气是易燃的,如果处理不当可能会引起爆炸和火灾。
四氢硼酸钠与水的反应可以放热并产生热量,可以进一步加快水解速度并增加氢气的释放。该反应还会在短时间内产生大量气体,造成超压和爆炸的风险。
因此,在通风良好的环境中处理四氢硼酸钠并避免将其暴露于湿气或水中非常重要。如果暴露于湿气是不可避免的,使用除湿剂或保护气氛可以帮助最大限度地降低水解速度和氢气的释放。
多少摩尔的樟脑与硼氢化钠反应?
与四氢硼酸钠 (NaBH4) 反应的樟脑摩尔数取决于几个因素,包括反应的化学计量、反应物的浓度和纯度以及反应条件。反应的化学计量可由使用四氢硼酸钠将樟脑还原为异龙脑的化学方程式确定:
C10H16O + 4 NaBH4 → C10H18O + 4 NaBO2 + 4 H2
根据方程式,1摩尔樟脑与4摩尔四氢硼酸钠反应。与给定量的 NaBH4 反应的樟脑的实际量将取决于反应物的浓度和纯度,以及反应条件,例如温度、时间和催化剂。
因此,如果没有更精确的信息,就不可能确定与四氢硼酸钠反应的樟脑的确切摩尔数。