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Proprietà dell'idruro di sodio (NaH), reattività, rischi e usi
il idruro di sodio è un composto inorganico di formula NaH. Ha un legame ionico tra sodio e idruro. La sua struttura è illustrata nella figura 1. È rappresentativo di idruri salini, il che significa che è un idruro simile al sale, composto da ioni Na + e H-, in contrasto con idruri molecolari come borano, metano, ammoniaca e acqua.
La struttura cristallina ha un numero di coordinazione 6, in cui ogni molecola di sodio è circondata da 8 ioni idruro aventi una forma ottaedrica ed è illustrata nella Figura 2 (Mark Winter [Università di Sheffield e WebElements Ltd, 1993-2016).
Il composto è preparato dalla reazione diretta tra sodio e gas idrogeno (Formula di idruro di sodio - Usi di sodio idrato, Proprietà, Struttura e Formula, 2005-2017) come segue:
H2 + 2Na → 2NaH
L'idruro di sodio viene venduto commercialmente come una forma di dispersione al 60% p / p (peso in percentuale del peso) in olio minerale per una manipolazione sicura (SODIUM HYDRIDE, per esempio).
indice
- 1 Proprietà fisiche e chimiche dell'idruro di sodio
- 2 Reattività e rischi
- 3 usi
- 4 riferimenti
Proprietà fisiche e chimiche dell'idruro di sodio
L'idruro di sodio è un solido bianco quando è puro, sebbene sia solitamente ottenuto in grigio o argento. Il suo aspetto è mostrato in figura 3.
Il NaH ha un peso molecolare di 23.99771 g / mol, una densità di 1.396 g / ml e un punto di fusione di 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). È insolubile in ammoniaca, benzene, tetracloruro di carbonio e disolfuro di carbonio (National Center for Biotechnology Information, s.f.).
Il composto è estremamente instabile. Il NaH puro può facilmente infiammarsi nell'aria. Quando viene a contatto con l'acqua presente nell'aria, rilascia idrogeno altamente infiammabile.
Quando è aperto all'aria e all'umidità, il NaH è anche facilmente idrolizzato nella forte base corrosiva di idrossido di sodio (NaOH) secondo la reazione:
NaH + H2O → NaOH + H2
In questa reazione si può osservare che l'idruro di sodio si comporta come una base. Ciò è dovuto all'elettronegatività.
Il sodio ha un'elettronegatività significativamente inferiore (≈1,0) rispetto all'idrogeno (≈2.1), il che significa che l'idrogeno estrae la densità elettronica verso se stesso, allontanandosi dal sodio per generare un catione di sodio e un anione di idruro.
Perché un composto sia un acido di Brønsted, devi separare la densità elettronica dall'idrogeno, cioè collegarlo a un atomo elettronegativo come ossigeno, fluoro, azoto, ecc. Solo allora, può essere descritto formalmente come H + e può essere dissociato in quanto tale.
Un idruro è molto meglio descritto come H- e ha una coppia libera di elettroni. Come tale, è una base di Brønsted, non un acido. Infatti, se estendi la definizione di acido / base di Brønsted nel modo in cui ha fatto Lewis, arriverai alla conclusione che il sodio (Na +) è la specie acida qui.
Il prodotto di reazione acido / base di Brønsted della base H e l'acido H + diventa H2. Poiché l'idrogeno acido viene estratto direttamente dall'acqua, l'idrogeno può emettere bolle, spostando l'equilibrio anche se la reazione non è favorita termodinamicamente.
Ci possono essere ioni OH che possono essere scritti con il resto del catione Na + per dare idrossido di sodio (perché è solido a base di idruro di sodio e non acido quando viene fatto reagire con l'acqua?, 2016).
Reattività e rischi
Il composto è un potente agente riducente. Attacca SiO2 in vetro. Si accende a contatto con F2, Cl2, Br2 e I2 gassosi (quest'ultimo a temperature superiori a 100 ° C), specialmente in presenza di umidità, per formare HF, HCl, HBr e HI.
Reagisce con lo zolfo per dare Na2S e H2S. Può reagire in modo esplosivo con dimetilsolfossido. Reagisce vigorosamente con acetilene, anche a -60 ° C. È spontaneamente infiammabile in fluoro.
Inizia una reazione di polimerizzazione in etil-2,2,3-trifluoropropionato, tale che l'estere si decompone violentemente. La presenza nella reazione di dietil succinato e etil trifluoroacetato, ha causato esplosioni (SODIUM HYDRIDE, 2016).
L'idruro di sodio è considerato corrosivo per la pelle o gli occhi, a causa del potenziale di sottoprodotti caustici delle reazioni con l'acqua.
In caso di contatto con gli occhi, devono essere risciacquati con abbondante acqua, sotto le palpebre per almeno 15 minuti e consultare immediatamente un medico.
In caso di contatto con la pelle, spazzolare immediatamente e risciacquare l'area interessata con acqua. Consultare un medico se l'irritazione persiste.
È dannoso per ingestione a causa della reazione all'acqua. Non indurre il vomito. È necessario rivolgersi immediatamente a un medico e trasferire la vittima in un centro medico.
La dispersione di idruro di sodio nell'olio non è polvere. Tuttavia, il materiale che reagisce può emettere una nebbia caustica fine. In caso di inalazione, sciacquare la bocca con acqua e trasferire la vittima in un luogo con aria fresca. Occorre prestare attenzione medica (Rhom and Hass Inc., 2007).
applicazioni
L'uso principale di idruro di sodio è quello di effettuare reazioni di condensazione e di alchilazione che si sviluppano attraverso la formazione di un carbanione (catalizzato dalla base).
L'idruro di sodio nell'olio assomiglia agli alcolati di sodio e sodio, nella sua capacità di funzionare come agente deprotonante nell'estere acetoacetico, Claisen, Stobbe, Dieckmann e altre reazioni correlate. Ha notevoli vantaggi rispetto ad altri agenti condensanti in quanto:
- È una base più forte, che si traduce in una deprotonazione più diretta.
- Non hai bisogno di eccesso.
- L'H2 prodotto fornisce una misura dell'estensione della reazione.
- Le reazioni secondarie come le riduzioni vengono eliminate.
Alchilazioni di ammine aromatiche ed eterocicliche come 2-aminopiridina e fenotiazina sono facilmente ottenibili in alta resa usando miscele di toluene-metilformammide. La concentrazione di dimetilformammide è una variabile usata per controllare la velocità di reazione (HINCKLEY, 1957).
È stato proposto l'uso di idruro di sodio per lo stoccaggio di idrogeno da utilizzare nei veicoli a celle a combustibile, l'idruro essendo racchiuso in granuli di plastica che vengono macinati in presenza di acqua per liberare l'idrogeno.
riferimenti
- HINCKLEY, M. D. (1957). Fabbricazione, trattamento e usi dell'idruro di sodio. Advances in Chemistry, Vol. 19, 106-117.
- Mark Winter [The University of Sheffield e WebElements Ltd, U. (1993-2016). Sodio: sodio idruro. Estratto da WebElements: webelements.com.
- Centro nazionale per le informazioni sulle biotecnologie. (N.d.). Database composto di PubChem; CID = 24758. Estratto da PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Rhom e Hass inc. (2007, dicembre). Sodio idruro Dispersione al 60% in olio. Estratto da dow.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Idruro di sodio Estratto da ChemSpider: chemspider.com.
- IDRIDO DI SODIO. (2016). Estratto da cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
- Formula di idruro di sodio - Sodio idruro Usi, proprietà, struttura e formula. (2005-2017). Estratto da Softschools.com: softschools.com.
- IDRIDO DI SODIO. (N.d.). Estratto da chemicalland21: chemicalland21.com.
- Perché è solido a base di idruro di sodio e non acido quando reagisce con l'acqua? (20 aprile 2016). Estratto da stackexchange: chemistry.stackexchange.com.