Боргидрид натрия (NaBH4) представляет собой белый кристаллический порошок, используемый в качестве восстановителя в органическом синтезе и в качестве источника водорода для топливных элементов. Он очень реактивен и чувствителен к воде.
| Название ИЮПАК | Тетрагидроборат натрия |
| Молекулярная формула | NaBH4 |
| Количество CAS | 16940-66-2 |
| Синонимы | Боргидрид натрия, тетрагидридоборат натрия, гидрат боргидрида натрия, гидрат тетрагидробората натрия |
| ИнЧИ | InChI=1S/BH4.Na/h1H4;/q+1;-1 |
Свойства боргидрида натрия
Температура кипения боргидрида натрия
Боргидрид натрия не имеет четко определенной температуры кипения, поскольку он разлагается при нагревании. Температура разложения зависит от условий температуры и давления.
Температура плавления боргидрида натрия
Боргидрид натрия имеет температуру плавления от 240 до 242°C. При этой температуре твердая форма NaBH4 переходит в жидкое состояние.
Плотность борогидрида натрия г/мл
Плотность боргидрида натрия составляет 1,33 г/мл. Это белое кристаллическое твердое вещество, относительно плотное по сравнению с другими веществами.
Молярная масса of Боргидрид натрия
Молярная масса боргидрида натрия (NaBH4) составляет 37,83 г/моль. Он рассчитывается путем сложения атомных масс всех атомов, присутствующих в молекулярной формуле NaBH4 (1 атом натрия, 1 атом бора и 4 атома водорода).
Молекулярный вес боргидрида натрия
Молекулярная масса боргидрида натрия составляет 37,83 г/моль. Это сумма атомных масс отдельных атомов молекулярной формулы NaBH4.
Структура боргидрида натрия
Боргидрид натрия представляет собой тетраэдрическую молекулу с ионом натрия в центре и присоединенными к нему четырьмя боргидридными группами. Атом бора связан с четырьмя атомами водорода, образуя тетраэдрическую структуру.
Формула боргидрида натрия
Химическая формула тетрагидробората натрия: NaBH4. Он состоит из одного атома натрия (Na), одного атома бора (B) и четырех атомов водорода (H). Эта формула представляет химический состав этого вещества и его элементный состав.
| Появление | Белый кристаллический порошок |
| Удельный вес | 1,33 г/мл |
| Цвет | Белый |
| Запах | Без запаха |
| Молярная масса | 37,83 г/моль |
| Плотность | 1,33 г/мл |
| Точка плавления | 240-242°С |
| Точка кипения | Разлагается при нагревании |
| Мигающая точка | Непригодный |
| Растворимость в воде | Растворим в воде |
| Растворимость | Растворим в органических растворителях |
| Давление газа | Непригодный |
| Плотность пара | Непригодный |
| пКа | Непригодный |
| рН | Непригодный |
Безопасность и опасность борогидрида натрия
Тетрагидроборат натрия легко воспламеняется и реагирует с водой. Он может выделять горючий газообразный водород и образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Тетрагидроборат натрия также вызывает раздражение кожи и глаз. Для минимизации воздействия при работе с тетрагидроборатом натрия следует использовать соответствующую вентиляцию и средства индивидуальной защиты. Храните его в сухом прохладном месте, вдали от источников возгорания и воды.
| Символы опасности | Легковоспламеняющийся, Раздражающий |
| Описание безопасности | С26, С36/37 |
| Идентификационные номера ООН | UN3375 |
| код ТН ВЭД | 2827.90.90 |
| Класс опасности | 4.3 |
| Группа упаковки | II |
| Токсичность | Умеренно токсичен при проглатывании, вдыхании и контакте с кожей. |
Методы синтеза боргидрида натрия
Боргидрид натрия (NaBH4) можно синтезировать несколькими методами, в том числе:
- Восстановление металлического натрия. Этот метод включает восстановление триоксида бора (B2O3) металлическим натрием с получением NaBH4.
- Восстановление гидрида натрия. Гидрид натрия (NaH) можно использовать для восстановления тригалогенидов бора с получением NaBH4.
- Восстановление литий-алюминий-гидрида. Литий-алюминий-гидрид (LiAlH4) можно использовать для восстановления галогенидов бора с получением NaBH4.
- Гидрирование: Боргидрид натрия можно синтезировать путем гидрирования борогидрида натрия (NaBH3H).
Все эти методы следует выполнять с помощью специализированного оборудования и обученного персонала в хорошо вентилируемом помещении, поскольку тетрагидроборат натрия легковоспламеняем и реактивен. Выбранный метод синтеза будет зависеть от желаемого выхода, чистоты и стоимости.
Использование борогидрида натрия
Тетрагидроборат натрия (NaBH4) является универсальным восстановителем и имеет широкий спектр применения в различных областях. Некоторые из распространенных применений тетрагидробората натрия:
- Органический синтез: NaBH4 используется для восстановления карбонильных соединений, сложных эфиров, нитрилов и амидов до соответствующих спиртов, альдегидов и аминов.
- Фармацевтика: Тетрагидроборат натрия используется в синтезе различных активных фармацевтических ингредиентов и при получении хиральных соединений.
- Наука о полимерах: NaBH4 используется для восстановления эпоксидных смол и ненасыщенных полиэфирных смол.
- Окружающая среда: Тетрагидроборат натрия можно использовать при очистке сточных вод для снижения содержания загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы и красители.
- Пищевая промышленность: NaBH4 используется в качестве восстановителя при производстве нежирных спредов, мороженого и шоколада.
В целом тетрагидроборат натрия оказался ценным инструментом в области химического синтеза благодаря своим мягким восстановительным свойствам и способности избирательно восстанавливать функциональные группы в сложных молекулярных структурах.
Вопросы:
Какое из этих соединений можно восстановить борогидридом натрия? проверить все, что относится.
Тетрагидроборат натрия (NaBH4) может восстанавливать широкий спектр соединений, в том числе:
- Карбонильные соединения, такие как альдегиды и кетоны.
- Нитрилы
- Эфиры
- Амиды
- Эпоксидные смолы
- Ненасыщенные полиэфирные смолы
- Определенные красители
- Тяжелые металлы
- Хиральные соединения
Важно отметить, что конкретные условия и параметры реакции могут влиять на эффективность восстановления и селективность процесса восстановления. Кроме того, не все соединения подходят для восстановления тетрагидроборатом натрия, поскольку некоторые из них могут вступать в нежелательные побочные реакции.
Почему важно подвергать боргидрид натрия воздействию влаги?
Воздействие влаги на тетрагидроборат натрия (NaBH4) важно по нескольким причинам:
- Реакционная способность: Тетрагидроборат натрия очень реактивен и может быстро разлагаться в присутствии влаги с выделением газообразного водорода и тепла. При неправильном обращении это может создать опасность взрыва и возгорания.
- Гидролиз: Тетрагидроборат натрия легко гидролизуется в присутствии влаги с образованием гидрата тетрагидробората натрия (NaBH4.xH2O), который обладает пониженными восстановительными свойствами по сравнению с безводной формой.
- Стабильность при хранении: Влага может привести к постепенному разложению тетрагидробората натрия, сокращая его срок годности и эффективность в качестве восстановителя.
Поэтому важно хранить боргидрид натрия в сухом герметичном контейнере и обращаться с ним в хорошо проветриваемом помещении, чтобы свести к минимуму воздействие влаги. Если воздействие влаги неизбежно, использование средств, удаляющих влагу, или защитной атмосферы может помочь минимизировать ее влияние на стабильность и реакционную способность тетрагидробората натрия.
Является ли боргидрид натрия катализатором?
Тетрагидроборат натрия (NaBH4) обычно считается не катализатором, а скорее восстановителем. Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не претерпевая при этом необратимых изменений. Тетрагидроборат натрия химически изменяется по мере восстановления, расходуясь в реакции восстановления.
В реакциях органического синтеза и восстановления обычно используется тетрагидроборат натрия в качестве источника гидрид-ионов (H-). Тетрагидроборат натрия переносит эти гидрид-ионы в молекулу субстрата, тем самым восстанавливая функциональные группы, такие как карбонилы, нитрилы и сложные эфиры. Несмотря на свою роль восстановителя, тетрагидроборат натрия может играть второстепенную роль акцептора протонов, что делает его мягким основанием, которое может влиять на условия реакции и влиять на ее результат.
Какой горючий газ образуется при смешивании боргидрида натрия с водой?
Если тетрагидроборат натрия (NaBH4) смешать с водой, он подвергается быстрому гидролизу с образованием гидратированного боргидрида натрия (NaBH4.xH2O) и газообразного водорода. Вырабатываемый газообразный водород легковоспламеняем и при неправильном обращении может представлять опасность взрыва и пожара.
Реакция между тетрагидроборатом натрия и водой может быть экзотермической и выделять тепло, что может еще больше ускорить скорость гидролиза и увеличить выделение газообразного водорода. Реакция также может привести к образованию большого объема газа за короткое время, что создает риск избыточного давления и взрыва.
Поэтому важно обращаться с тетрагидроборатом натрия в хорошо проветриваемом помещении и избегать воздействия на него влаги или воды. Если воздействие влаги неизбежно, использование средств, удаляющих влагу, или защитной атмосферы может помочь минимизировать скорость гидролиза и выделение газообразного водорода.
Сколько молей камфоры вступит в реакцию с боргидридом натрия?
Количество молей камфоры, которая прореагирует с тетрагидроборатом натрия (NaBH4), зависит от нескольких факторов, включая стехиометрию реакции, концентрацию и чистоту реагентов, а также условия реакции. Стехиометрию реакции можно определить из химического уравнения восстановления камфоры до изоборнеола с помощью тетрагидробората натрия:
C10H16O + 4 NaBH4 → C10H18O + 4 NaBO2 + 4 H2
Согласно уравнению, один моль камфоры реагирует с 4 молями тетрагидробората натрия. Фактическое количество камфоры, которое вступит в реакцию с заданным количеством NaBH4, будет зависеть от концентрации и чистоты реагентов, а также условий реакции, таких как температура, время и катализатор.
Поэтому без более точной информации невозможно определить точное количество молей камфоры, которая вступит в реакцию с тетрагидроборатом натрия.