소듐 보로 하이드 라이드가 화학 수식을 NaBH 갖는 무기 고체 인 4 . 알칼리 보로 하이드 라이드를 대표하는 것으로 간주 될 수 있으며 이들 중 가장 일반적입니다. 백색 결정질 고체입니다.
물과 접촉하면 NaBH 4 는 열과 가연성 수소 H 2 를 발생시킬 수 있으므로주의해서 취급해야합니다. 그것 때문에 H를 생성 할 수있는 용이성 - 수소 이온 , 나트륨 보로 하이드 라이드가 적당히 감소 화합물이므로 널리이 목적하는 화학 반응에 사용된다.
나트륨 보로 하이드 라이드, NaBH 4 , 고체. Ondřej Mangl. 출처 : Wikimedia Commons.
환원성은 종이의 주성분 인 셀룰로오스의 산화에 대해 작용하여 펄프와 종이의 휘도 및 안정성 특성을 향상시키기 때문에 제지 산업에서도 사용됩니다.
물이있는 상태에서 쉽게 수소를 형성 할 수 있기 때문에 연료 전지에서 가역적 수소 공급원으로 사용할 수있는 가능성도 조사되었습니다.
그것은 제약 산업과 같이 환원 특성을 기반으로 다른 용도로 모두 사용됩니다.
구조
나트륨 보로 하이드 라이드는 이온 성 화합물입니다. 이는 보로 하이드 라이드 음이온에 의해 형성된다 - 나트륨 양이온 나 부착 + .
음이온은 - 사면체이다.
나트륨 보로 하이드 라이드의 구조. Kemikungen. 출처 : Wikimedia Commons.
루이스 구조는 다음과 같습니다.
NaBH 4 의 루이스 전자 구조 . 저자 : Marilú Stea.
명명법
-수소화 붕소 나트륨
-나트륨 테트라 하이드로 보레이트
-나트륨 테트라 하이드로 보레이트
물리적 특성
몸 상태
결정질 흰색 고체.
분자 무게
37.84g / 몰
자연 발화 온도
~ 220ºC
분해 온도
> 250ºC
밀도
1,074g / cm 3 20 ºC에서
용해도
NaBH 4 는 물 (25ºC에서 55g / 100mL)에 잘 용해되며 부분적으로 가수 분해됩니다. THF (tetrahydrofuran)에 용해되며 디 에틸 에테르에는 용해되지 않습니다.
화학적 특성
나트륨 보로 하이드 라이드는 물에 용해되어 초기 분해 또는 가수 분해를 거쳐 용액을 염기성으로 만들어 추가 가수 분해를 방지합니다.
- + H 2 O → B (OH) 3 + H 2 ↑ + OH -
때문에이 설명된다 - 가 H와 상호 작용 + 가 H 물, +는 소화물 음이온 H가 소요 - H 형성하는 2 . 또한 상기 수 BH 3 H 경쟁 + 소화물 이온 H 대 - .
산성 매질에서는 풍부한 H + 이온으로 인해 가수 분해가 완료 됩니다.
NaBH 4 는 건조한 공기에서 안정적입니다. 휘발성이 아닙니다.
수 소화물 이온 함량으로 인해 수소화 붕소 나트륨은 환원 화합물입니다. 그것은 카르보닐기 C = O를 C-OH로, 즉 카르 보닐 화합물을 알코올로 환원시킬 수 있습니다.
NaBH 4 자체는 C = C 이중 결합을 감소시키지 않으며, 카르 보닐 그룹과 결합 된 것조차도 –C = CC (= O)-.
그러나 양성 자산 (예 : HCl) 또는 루이스 산 (예 : BCl 3 또는 AlCl 3 ) 과 접촉 하면 디보 란 B 2 H 6이 형성 됩니다. 그리고이 반응이 C = C 이중 결합을 가진 유기 화합물의 존재하에 수행되면 디보 란 B 2 H 6 은 이들의 하이드로 붕소 화를 수행합니다.
적절한 촉매와 특정 조건의 존재하에 나트륨 보로 하이드 라이드는 다양한 유형의 작용기를 감소시킬 수 있습니다.
위험
물에서 가수 분해 반응의 열은 그 안에 형성된 수소를 발화하기에 충분합니다. 따라서 취급시주의를 기울이는 것이 중요합니다.
NaBH 4 는 쉽게 점화되고 쉽게 연소됩니다.
구하기
NaBH 4 의 일반적인 제조 반응 은 약 250 ºC의 온도에서 수소화 나트륨 NaH 및 B (OCH 3 ) 3 을 사용하는 것입니다.
4 NaH + B (OCH 3 ) 3 → NaBH 4 + 3 NaOCH 3
응용
환원 화학 반응에서
H의 소스로 - 이온 ,을 NaBH 4 환원 화합물과 다른 화학 화합물을 제조하는데 사용된다. 이를 위해 디메틸 설폭 사이드, 헥사 메틸 포스 포라 미드 및 디메틸 포름 아미드와 같이 H + 양성자가없는 비양 자성 극성 용매에 사용됩니다 .
유기 및 무기 화학 반응에서 환원제로 사용됩니다.
알데히드를 1 차 알코올로, 케톤을 2 차 알코올로 환원 할 수 있습니다.
또한 알킬 할라이드를 요오도 데칸에서 데칸으로, 브로 문 데칸 산에서 운데 칸산으로, 클로로도 데칸에서 도데 칸으로와 같은 탄화수소로 환원시킵니다.
단독으로 작용하면 환원을 수행 할 때 에스테르, 카르 복실 산, 니트릴 및 설폰과 같은 다른 작용기에 영향을 미치지 않습니다.
C = C 이중 결합, 카르보닐기가 결합 심지어들을 감소하지 않는 그 속성 CC = -C (= O) -, 가능 불포화 알코올 -C = C-CH 제조한다 (2) -OH를.
질화 방향족 화합물을 해당 아닐린으로 환원하려면 코발트 또는 염화 주석과 같은 촉매가 필요합니다. 이황화물을 티올로 감소시킵니다.
적합한 조건과 촉매가 존재하면 카르 복실 산, 에스테르, 아미드, 니트릴, 이민, 에폭 사이드, 심지어 이중 및 삼중 결합을 환원 할 수 있습니다.
H의 생산에서
NaBH 4 는 연료 전지로 변환 할 수 있습니다.
알칼리성 KOH 또는 NaOH 용액이 존재하는 NaBH 4 는 가수 분해되어 고분자 전해질 연료 전지에서 연료로 사용될 수있는 수소 H 2 를 생성합니다 .
또한 H 2 의 가역적 저장 물질로 조사되었습니다 .
NaBH 4 나노 입자는 계면 활성제 로 합성 되고 안정화됩니다. NiCl 2로 처리 한 후 , 완전히 가역적 인 방식으로 H 2 방출을 조절하는 보호 층 또는 코팅이 형성 됩니다.
이 새로운 나노 미터 재료는 재생 가능한 방식으로 생산되는 청정 연료로 H 2 의 사용을 가능하게합니다.
수소 연료 전지 구동 차량. Artur Braun 박사 (Arturbraun). 출처 : Wikimedia Commons.
펄프 및 제지 산업
붕 수소화 나트륨은 펄프와 종이의 광택 및 기타 물리적 특성을 개선하는 데 사용됩니다.
종이의 셀룰로오스 매트릭스의 분해는 산화와 관련된 복잡한 과정을 통해 발생합니다. 하이드 록 실기는 카르 보닐과 카르 복실로 산화되어 종이의 변색과 물리적 특성의 저하를 초래합니다.
펄프 또는 종이를 NaBH 4 로 처리함으로써 산성 카르복실기에 영향을주지 않고 알데히드와 케톤을 -OH기로 환원시켜 초기 값보다 높은 안정성과 광택을 개선합니다.
NaBH 4 는 용지의 광택을 향상시킵니다. 저자 : Rawpixel. 출처 : Pixabay.
다양한 용도로
소듐 보로 하이드 라이드는 식음료 산업의 풍미 향상제, 코팅제 및 표면 처리, 담배 생산, 제약, 섬유 및 산업 산업에서 폐수를 처리하는 데 사용됩니다. 가죽.
참고 문헌
- Christian, ML 및 Aguey-Zinsou, K.-F. (2012). NaBH 4에 대한 높은 가역성 수소 저장 용량으로 이어지는 코어 쉘 전략 . ACS Nano 2012, 6, 9, 7739-7751. pubs.acs.org에서 복구되었습니다.
- Nora de Souza, MV 및 Alves V., TR (2006). 다양한 종류의 화합물의 환원에있어 수소화 붕소 나트륨이 매개하는 최근 방법론. App. Organometal. Chem. 2006; 20 : 798-810. onlinelibrary.wiley.com에서 복구되었습니다.
- Imamoto, T. (1991). 절감. 붕 수소화 나트륨. 포괄적 인 유기 합성에서. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
- Tang, LC (1986) 나트륨 보로 하이드 라이드 처리를 통한 종이의 안정화. 역사적인 섬유 및 종이 재료. 24 장. 페이지 427-441. 화학의 발전, 212 권. pubs.acs.org에서 회수 함.
- Cotton, F. Albert 및 Wilkinson, Geoffrey. (1980). 고급 무기 화학. 제 4 판. John Wiley & Sons.
- Morrison, Robert Thornton; 그리고 Boyd, Robert Neilson. 1992. 유기 화학. Prentice-Hall. ISBN 81-203-0765-8.
- 미국 국립 의학 도서관. (2019). 나트륨 보로 하이드 라이드. 출처 : pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.