Natrium borohidrida: sifat, persiapan, dan aplikasi

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 05:30

Natrium borohidrida adalah zat yang sangat reaktif. Studi tentang sifat-sifatnya memungkinkan untuk secara signifikan memperkaya kimia organik dan anorganik dengan informasi, serta untuk memecahkan sejumlah masalah analitik penting. Senyawa ini adalah salah satu borohidrida logam alkali tanah yang paling banyak diindustrialisasi.

Deskripsi Umum

Natrium borohidrida adalah zat kristal tidak berwarna dan tidak berbau. Tidak seperti borohidrida logam alkali lainnya, ia relatif stabil di udara dan air. Ini karena penggunaannya yang luas dalam industri kimia.

Rumus empiris natrium borohidrida adalah: NaBH₄.

Sifat fisik

Senyawa ini memiliki sifat fisik sebagai berikut:

• titik leleh - 500 °C;
• jenis kisi kristal - singoni kubik;
• berat molekul – 37, 843 a.u. e.m.;
• densitas - 1,08 kg/m³;
• higroskopisitas – tinggi;
• konduktivitas listrik tinggi dalam larutan dengan amonia dan diglyme.

Sifat kimia

Sifat kimia utama natrium borohidrida adalah sebagai berikut:

• kelarutan yang baik dalam air, alkohol, amonia cair, turunan amonia dan asam okso; buruk - dalam dietil eter, senyawa hidrokarbon;
• dalam larutan tidak berair, reaksi pertukaran dengan litium, magnesium, barium, aluminium halida diamati;
• dari air zat mengkristal dalam bentuk dihidrat NaBH₄-2H₂O;
• saat bereaksi dengan nitrogen, amonia berkurang;
• pengeringan dihidrat hanya dapat dilakukan di bawah vakum;
• dalam reaksi dengan dimetilformamida, asetamida, terjadi pembentukan solvat.

Zat ini sangat reaktif dan pereduksi. Jenis proses kedua berjalan dengan parameter yang berbeda:

• tanpa pelarut;
• dalam larutan berair;
• di lingkungan organik;
• dalam larutan dengan rentang indeks asam basa yang luas.

Terima

Senyawa ini disintesis dalam beberapa cara. Jenis reaksi utama dijelaskan di bawah ini:

diborana dengan hidrida atau natrium metilasi:

2NaH + B₂H₆ → 2NaBH₄ , 3CH₃ONa + 2B₂H₆ → 3NaBH ₄ + B(OCH₃)₃;

dimethoxyborane dengannatrium trimetoksiborohidrida:

2NaBH(OCH₃)₃ + 3(CH₃O) 2_BH3_=NaBH4 _{+ 3B(OCH}3₎ 3_;

natrium hidrida dengan etil boron eter:

4NaH + B(OCH₂CH₃)₃ → NaBH 4 _{+ 3NaOCH}2_CH3_;

natrium hidrida dengan boron triklorida atau borat anhidrida:

BX₃ + 4NaH → NaBH₄ + 3NaX, X=Cl, 1/2O.

Bahan teknis yang dihasilkan dimurnikan dengan ekstraksi atau rekristalisasi dari berbagai pelarut.

Aplikasi

Natrium borohidrida digunakan untuk tujuan berikut:

• sintesis anorganik dan organik halus;
• memperoleh sol logam;
• studi tentang struktur zat;
• penentuan kinetika reaksi kimia;
• memperoleh borohidrida dari logam lain dan turunannya;
• regenerasi logam mulia (platinum, paladium, perak, emas) dari larutan air limbah, yang merupakan produk analisis laboratorium atau produksi industri;
• mendapatkan gas hidrogen murni;
• bahan sintetis berbusa berbahan dasar poliester, polivinil alkohol, dan busa;
• sintesis senyawa boron (diborane, boron triiodide, hydrazine monoborane, ethylamineborane, sodium borosulfide dan lain-lain);
• mendapatkan lapisan insulasi panas berpori.

Sebagai katalis untuk pelepasan hidrogen dari borohidrida dalam air, tablet asam oksalat digunakan,asam sitrat, asam suksinat, hidrosulfat, hidrofosfat, karbon yang dilapisi dengan garam kob alt, platina atau paladium.

Pelapis Logam

Natrium borohidrida juga digunakan untuk pelapis boron logam berkinerja tinggi:

• kekerasan tinggi;
• tahan aus;
• ketahanan korosi;
• titik leleh tinggi.

Metode borohidrida memungkinkan untuk menghasilkan pelapis pada suhu rendah (sekitar 40 °C) berbahan dasar tembaga, perak, emas, besi, nikel, kob alt, paladium, platinum, dan logam lainnya. Berbagai komponen (sulfit, sulfit, tiosulfat) dapat digunakan sebagai aditif, yang memungkinkan untuk memperoleh paduan dua dan tiga komponen dengan sifat baru.