Борогидрид натрію – це речовина, що володіє високою реакційною здатністю. Дослідження його властивостей дозволило значно збагатити органічну і неорганічну хімію інформацією, а також вирішити ряд важливих аналітичних завдань. Ця сполука є одним з найбільш промислово освоєних серед усіх борогидридов металів лужно-земельної групи.

Загальний опис

Борогидрид натрію являє собою безбарвна кристалічна речовина без запаху. На відміну від інших борогидридов лужних металів, воно володіє відносною стійкістю на повітрі і у воді. Цим зумовлено його широке застосування в хімічній промисловості.

Емпірична формула борогидрида натрію має вигляд: Nabh 4.

Фізичні властивості

Для даного з’єднання характерні такі фізичні властивості:

  • температура плавлення – 500 °С;
  • вид кристалічної решітки – кубічна сингония;
  • молекулярна маса – 37,843 а. е. м.;
  • щільність – 1,08 кг/м3;
  • гігроскопічність – висока;
  • висока електрична провідність в розчині з аміаком і диглимом.

Хімічні властивості

Основними хімічними властивостями борогидрида натрію є наступні:

  • хороша розчинність в воді, спиртах, рідкому аміаку, похідних аміаку і оксокислот; погана – в діетиловому ефірі, вуглеводневих з’єднаннях;
  • у неводних розчинах спостерігається обмінна реакція з галогенідами літію, магнію, барію, алюмінію;
  • з води речовина кристалізується у формі дигідрату Nabh 4-2H2O;
  • при реагуванні з азотом відбувається відновлення аміаку;
  • висушування дигідрату можна зробити лише в умовах вакууму;
  • в реакції з диметилформамидом, ацетамидом відбувається утворення сольватов.

Ця речовина володіє високою реакційною і відновною здатністю. Другий тип процесу йде при різних параметрах:

  • відсутність розчинника;
  • у водних розчинах;
  • в органічних середовищах;
  • в розчинах з широким діапазоном кислотно-лужного показника.

Отримання

Синтез цього з’єднання проводиться декількома способами. Основні типи реакцій описані нижче:

  • диборан з гідридом або метилатом натрію:

2NaH + B2H6 → 2NaBH4 ,

Дивіться також:  Квантова левітація (ефект Мейснера): наукове пояснення

3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH4 + B(OCH3)3;

  • диметоксиборан з триметоксиборогидридом натрію:

2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O)2BH3= Nabh 4 + 3B(OCH3)3;

  • гідриду натрію з борноэтиловым ефіром:

4NaH + B(OCH2CH3)3 → Nabh 4 + 3NaOCH2CH3;

  • гідрид натрію з трихлоридом бору або борним ангідридом:

BX3 + 4NaH → Nabh 4 + 3NaX ,

X = Cl, 1/2 * O.

Отримане технічне речовину піддають очищенню за допомогою екстракції або перекристалізації з різних розчинників.

Застосування

Борогидрид натрію використовують у наступних цілях:

  • тонкий неорганічний та органічний синтез;
  • одержання золів металів;
  • дослідження будови речовин;
  • визначення кінетики хімічних реакцій;
  • отримання борогидридов інших металів та їх похідних;
  • регенерація благородних металів (платини, паладію, срібла, золота) з відпрацьованих водних розчинів, які є продуктами лабораторного аналізу або промислового виробництва;
  • отримання чистого газоподібного водню;
  • спінювання синтетичних матеріалів на основі поліестерів, полівінілового спирту та пінопласту;
  • синтез сполук бору (диборану, трийодида бору, гидразинмоноборана, этиламинборана, боросульфида натрію та інших);
  • отримання пористих теплоізолюючих покриттів.

В якості каталізаторів для виділення водню з борогидрида у воді застосовують таблетки з щавлевої, лимонної, бурштинової кислоти, гидросульфатов, гидрофосфатов, вугілля з покриттям з солей кобальту, платини або паладію.

Металеві покриття

Борогидрид натрію використовується також для отримання покриттів типу «метал-бор», що відрізняються хорошими експлуатаційними характеристиками:

  • висока твердість;
  • зносостійкість;
  • корозійна стійкість;
  • висока температура плавлення.

Борогидридный метод дозволяє виготовити покриття при невисокій температурі (близько 40 °С) на основі міді, срібла, золота, заліза, нікелю, кобальту, паладію, платини та інших металів. В якості добавок можна використовувати різні компоненти (сульфіти, сульфіти, тіосульфати), що дає можливість отримати дво — і трикомпонентні сплави з новими властивостями.