Estrutura de boro -hidreto de sódio (NABH4), propriedades, usos

Ele boro de sódio É um sólido inorgânico cuja fórmula química é NABH₄. Pode ser considerado representativo dos boro -hidruros alcalinos e é o mais comum deles. É um sólido branco cristalino.

Após contato com a água, o NABH₄ pode gerar calor e hidrogênio H₂ que é combustível, por isso deve ser tratado com cautela. Para a facilidade com que ele pode gerar íons hidretos h^-, O boro de sódio é um composto moderadamente reduzido, por isso é amplamente utilizado em reações químicas para esse fim.

Boro -hidreto de sódio, NABH₄, sólido. Ondřej Mangl [Domínio Público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Sua propriedade redutora também é usada na indústria de papel, pois permite melhorar as características de brilho e estabilidade da polpa e papel ao agir contra a oxidação da celulose, componente principal do papel.

Como na presença de água pode formar facilmente hidrogênio, a possibilidade de usá -lo como fonte de hidrogênio reversível nas células de combustível também foi investigada.

Ele tem outros usos com base em sua propriedade redutora, como na indústria farmacêutica.

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Estrutura

O boro de sódio é um composto iônico. É formado por ânion de boro -hidreto [BH₄]^- juntamente com a cátion de sódio⁺.

O ânion [bh₄]^- É tetraédrico.

Estrutura de boro -hidreto de sódio. Kemikungen [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Sua estrutura de Lewis é a seguinte:

Estrutura eletrônica de Nabh Lewis₄. Autor: Marilú Stea.

Nomenclatura

-Boro de sódio

-Tetra -hidroato de sódio

-Tetra -hidrororato de sódio

Propriedades físicas

Estado físico

Sólido branco cristalino.

Peso molecular

37,84 g/mol

Temperatura de auto -dirigir

∼ 220 ºC

temperatura de decomposição

> 250 ºC

Densidade

1.074 g/cm³ A 20 ºC

Pode atendê -lo: Reagente Grignard: Preparação, Aplicações, Exemplos

Solubilidade

O nabh₄ É bastante solúvel em água (55 g/100ml a 25 ° C), onde hidrolisam parcialmente. É solúvel em tetra -hidrofurano (THF) e é insolúvel em dietyl éter.

Propriedades quimicas

O boro de sódio é dissolvido em água, onde sofre uma decomposição ou hidrólise inicial que torna a solução básica, o que evita a hidrólise subsequente.

[BH₄]^- + H₂O → B (OH)₃ + H₂↑ + Oh^-

Isso é explicado porque [bh₄]^- interagir com h⁺ De água, onde h⁺ Pegue um hidreto h anion^- Para formar h₂. Pode -se dizer que o BH₃ compete com h⁺ Para o hidreto H^-.

Em hidrólise média ácida, está completa devido à abundância de íons h⁺.

O nabh₄ É estável no ar seco. Não é volátil.

Devido ao seu teor de íons hidretos, o boro de sódio é um composto redutor. Permite reduzir o grupo carbonil c = o um c-oh, isto é, compostos carbonila para os álcoois.

O nabh₄ Por si só, não reduz as ligações duplas c = c, nem mesmo os conjugados com grupos carbonil -C = c -c (= O)-.

No entanto, ao entrar em contato com ácidos protônicos (como HCl) ou ácidos de Lewis (como BCL₃ ou alcl₃) Diborano B é formado₂H₆. E se essa reação for realizada na presença de compostos orgânicos com ligações duplas c = c o diborano B₂H₆ Realiza a hidrobacioná.

Na presença de catalisadores apropriados e condições específicas, o boro de sódio pode reduzir vários tipos de grupos funcionais.

Riscos

O calor da reação de hidrólise na água é suficiente para ligar o hidrogênio que é formado nele. Portanto, é importante ter cuidado ao manipulá -lo.

O nabh₄ Está facilmente ligado e é facilmente queimado.

Obtenção

A típica reação de preparação do NABH₄ É através do hidreto de sódio nah e b (OCH₃)₃ a uma temperatura de cerca de 250 ºC:

Pode atendê -lo: eletrólise de água

4 Nah + B (OCH₃)₃ → Nabh₄ + 3 Naoch₃

Formulários

Em reações químicas de redução

Por ser uma fonte de sones h^-, O nabh₄ É um composto redutor e é usado para preparar outros compostos químicos. Para fazer isso, é usado em solventes polares apratóticos, ou seja, sem h prótons⁺, como dimetilsulfóxido, hexametilfosforais e dimetiloformamida.

É usado como um agente redutor nas reações químicas orgânicas e inorgânicas.

Permite reduzir aldeídos a álcoois primários e cetonas para álcoois secundários.

Também reduz halogenetos de alquil para hidrocarbonetos como o iododano para Dean.

Se agir sozinho, ao fazer a redução não afeta outros grupos funcionais, como éster, ácido carboxílico, nitrila e sulfona.

Sua propriedade de não reduzir as ligações duplas c = c, nem mesmo os conjugados com grupos carbonil -C = c-c (= o)-, permite que você prepare álcoois insaturados -C = c-ch₂-Oh.

Para reduzir os compostos aromáticos, nitrados para suas anilinas correspondentes requer a presença de catalisadores como cloreto de cobalto ou lata. Reduza os dissulfetos para os tiíolos.

Na presença de condições apropriadas e catalisadores, ele permite reduzir os ácidos carboxílicos, ésteres, em meio a nitrilas, imina, epóxidos e até ligações duplas e triplas.

Em h₂ Em células de combustível

O nabh₄ Pode ser transformado em uma célula de combustível.

O nabh₄ Na presença de uma solução alcalina de KOH ou NaOH, é hidrolisado e produz hidrogênio H₂ que pode ser usado como combustível em uma bateria de combustível de eletrólito polimérico.

Também foi investigado como material h para o armazenamento de H de H₂ reversivelmente.

As nanopartículas NABH são sintetizadas₄ e estabilizar com um surfactante. Depois de um tratamento com NICL₂ É formada uma camada ou revestimento de proteção que regula a liberação de h₂ completamente reversivelmente.

Pode atendê -lo: nitrato de prata (AGNO3): estrutura, propriedades, usos, toxicidade

Este novo material nanométrico permitiria o uso de H₂ como um combustível limpo e renovável produzido.

Veículo que trabalha com célula de combustível de hidrogênio. Dr. Artur Braun (Arturbraun) [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Na indústria de celulose e papel

O boro de sódio é usado para melhorar o brilho e outras propriedades físicas de polpa e papel.

A degradação da matriz celulósica do artigo ocorre através de processos complexos que envolvem oxidação. Os grupos hidroxila oxidam carbonil e carboxil, isso leva à descoloração do papel e a diminuição das propriedades físicas.

Ao tratar a polpa ou papel com NABH₄, Isso reduz aldeídos e cetonas a grupos -OH sem afetar grupos carboxílicos ácidos, melhorando a estabilidade e o brilho dos valores maiores que as iniciais.

O nabh₄ permite melhorar o brilho do papel. Autor: RawPixel. Fonte: Pixabay.

Em vários usos

El borohidruro de sodio se emplea para tratar aguas de desecho, como agente mejorador del sabor en la industria de alimentos y bebidas, como agente de recubrimiento y para el tratamiento de superficies, en la producción de tabaco, en la industria farmacéutica, de textiles y de couro.

Referências

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