הידריד נתרן הוא תרכובת אורגנית של הנוסחה לאא. יש לו קשר יוני בין נתרן והידריד. מבנהו מודגם באיור 1. הוא מייצג את ההידרידים המלוחים, מה שאומר שמדובר בהידריד הדומה למלח, המורכב מיוני Na + ו- H- בניגוד להידרידים המולקולריים יותר כמו בוראן, מתאן, אמוניה. ומים.
למבנה הגביש יש מספר קואורדינציה של 6, כאשר כל מולקולת נתרן מוקפת על ידי 8 יוני הידריד המציגים צורה אוקטאהדרלית ומומחשת באיור 2 (מארק ווינטר [אוניברסיטת שפילד ו- WebElements Ltd, 1993-2016).
מבנה נתרן הידריד.
איור 2. איור 2. מבנה גביש של נתרן הידריד.
התרכובת מוכנה על ידי התגובה הישירה בין גז נתרן למימן (נוסחת נתרן הידריד - שימוש בסודיום הידריד, מאפיינים, מבנה ונוסחה, 2005-2017) כדלקמן:
H2 + 2Na → 2NaH
נתרן הידריד נמכר בצורה מסחרית כצורת פיזור של 60% w / w (אחוז משקל למשקל) בשמן מינרלי לטיפול בטוח (SODIUM HYDRIDE, nd).
תכונות פיזיקליות וכימיות של נתרן הידריד
נתרן הידריד הוא מוצק לבן כאשר הוא טהור, אם כי הוא בדרך כלל בצבע אפור או כסוף. המראה שלה מוצג באיור 3.
איור 3. המראה של נתרן הידריד.
ל- NaH משקל מולקולרי של 23.99771 גרם / מול, צפיפות של 1.396 גרם / מ"ל ונקודת התכה של 800 מעלות צלזיוס (Royal Society of Chemistry, 2015). זה לא מסיס באמוניה, בנזן, פחמן טטרכלוריד ופחמן דיסולפיד (המרכז הלאומי למידע על ביוטכנולוגיה, nd).
המתחם לא יציב ביותר. NaH טהור יכול בקלות לעלות באש באוויר. כאשר הוא בא במגע עם מים באוויר, הוא משחרר מימן דליק מאוד.
כאשר הוא פתוח לאוויר ולחות, NaH מתייבש בקלות גם בבסיס הבסיס המאכל חזק של נתרן הידרוקסיד (NaOH) על בסיס התגובה:
NaH + H2O → NaOH + H2
בתגובה זו ניתן לראות כי נתרן הידריד מתנהג כמו בסיס. הסיבה לכך היא אלקטרוניות.
לנתרן יש אלקטרונטיביות נמוכה משמעותית (≈1.0) מאשר מימן (≈2.1), מה שאומר שמימן מושך את צפיפות האלקטרונים לעבר עצמו, ומתרחק מהנתרן כדי ליצור קטיון נתרן ואנון. הידריד.
כדי שתרכובת תהיה חומצת ברונסטד היא צריכה להפריד בין צפיפות האלקטרונים של מימן, כלומר לחבר אותה לאטום אלקטרונגטיבי כמו חמצן, פלואור, חנקן וכו '. רק אז, ניתן לתאר אותה רשמית כ- H + וניתן לנתק אותה ככזו.
הידריד מתואר הרבה יותר כ- H ויש לו זוג אלקטרונים חופשי. ככאלה, זהו בסיס של ברונסטד, ולא חומצה. למעשה, אם תאריך את הגדרת החומצה / בסיס של ברונסטד כמו שלואיס עשה, תסיק כי נתרן (Na +) הוא המין החומצי כאן.
המוצר של חומצת ברונסטד / תגובה של בסיס H וחומצה H + הופך ל- H2. מכיוון שמימן חומצי מופק ישירות מהמים, גז מימן יכול לבעבע, ולהעביר את שיווי המשקל גם אם התגובה אינה מועדפת תרמודינמית.
יכולים להישאר יונים של OH אשר ניתן לכתוב עם שאר הקטיון Na + כדי לתת נתרן הידרוקסיד (מדוע נתרן הידריד מוצק הוא בסיס ולא חומצה כאשר מגיבים עם מים?, 2016).
תגובתיות ומפגעים
התרכובת היא חומר צמצום חזק. תוקף SiO2 בכוס. זה מתלקח במגע עם F2, Cl2, Br2 ו- I2 גזים (האחרון בטמפרטורות מעל 100 מעלות צלזיוס), במיוחד בנוכחות לחות, ליצירת HF, HCl, HBr ו- HI.
מגיב עם גופרית כדי לתת Na2S ו- H2S. עלול להגיב בפיצוץ עם דימתיל סולפוקסיד. מגיב בעוצמה עם אצטילן, אפילו -60 מעלות צלזיוס. הוא דליק באופן ספונטני בפלואור.
יוזם תגובת פילמור באתיל-2,2,3-טריפלואורופריפיונאט, כך שהאסתר מתפרק באלימות. הנוכחות בתגובה של דיאתיל סוקסינאט ואתיל טריפלואורו-אצטט גרמה לפיצוצים (SODIUM HYDRIDE, 2016).
נתרן הידריד נחשב למאכל בעור או בעיניים, בגלל הפוטנציאל לתוצרי לוואי קאוסטיים של תגובות עם מים.
במקרה של מגע עם העיניים, יש לשטוף אותם בכמויות גדולות של מים, מתחת לעפעפיים למשך 15 דקות לפחות ולחפש טיפול רפואי מייד.
במקרה של מגע עם העור, יש לצחצח מיד ולשטוף את האזור הפגוע במים. פנה לטיפול רפואי אם הגירוי נמשך.
מזיק אם נבלע בגלל תגובה למים. אל תגרום להקאות. יש לפנות מייד לטיפול רפואי ולהעביר את הקורבן למתקן רפואי.
פיזור נתרן הידריד אינו אבקה. עם זאת, החומר המגיב יכול לפלוט ערפל קאסטי משובח. במקרה של שאיפה, יש לשטוף את הפה במים ולהוציא את הקורבן לאוויר צח. יש לפנות לטיפול רפואי (Rhom and Hass inc., 2007).
יישומים
השימוש העיקרי בנתרן הידריד הוא לביצוע תגובות עיבוי ואלקילציה המתפתחות דרך היווצרות קרבנתון (מנותז על ידי הבסיס).
נתרן הידריד בשמן דומה לאלכוהוליטים של נתרן ונתרן ומתכות ביכולתו לתפקד כחומר פרוטונציה באסטר אצטטי-אצטטי, קליידן, סטובה, דימוסים של דיקמן ותגובות קשורות אחרות. יש לזה יתרונות בולטים על פני סוכני עיבוי אחרים בכך:
- זהו בסיס חזק יותר, מה שמביא לדיכאון ישיר יותר.
- אין צורך בעודף.
- ה- H2 המיוצר נותן מדד להיקף התגובה.
- תופעות לוואי כמו הפחתות מבוטלות.
קלילציות של אמינים ארומטיים והטרוציקליים כמו 2-aminopyridine ופנוטיאזין מבוצעות בקלות בתשואה גבוהה באמצעות תערובות טולואן-מתילפורמיד. ריכוז הדימתילפורמיד הוא משתנה המשמש לבקרת קצב התגובה (HINCKLEY, 1957).
השימוש בנתרן הידריד לאחסון מימן הוצע לשימוש בכלי רכב עם תאי דלק, כאשר ההידריד כלול בגרגירי פלסטיק שנמעכים בנוכחות מים לשחרור מימן.
הפניות
- הינקלי, ד"ר (1957). ייצור, טיפול ושימושים של נתרן הידריד. התקדמות בכימיה, כרך 19, 106-117.
- מארק ווינטר [אוניברסיטת שפילד ו- WebElements Ltd, U. (1993-2016). נתרן: נתרן הידריד. נשלח מ- WebElements: webelements.com.
- המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (sf). מסד הנתונים של מתחם PubChem; CID = 24758. נשלח מ- PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Rhom and Hass inc. (2007, דצמבר). פיזור נתרן הידריד 60% בשמן. נשלח מ- dow.com.
- החברה המלכותית לכימיה. (2015). נתרן הידריד. נשלח מ- ChemSpider: chemspider.com.
- הידרודה נתרן. (2016). נלקח מהקומוכימיקלים: cameochemicals.noaa.gov.
- פורמולה של נתרן הידריד - שימושים בסודיום הידריד, תכונות, מבנה ונוסחה. (2005-2017). נשלח מ- Softschools.com: softschools.com.
- הידרודה נתרן. (sf). נשלח מ- chemicalland21: chemicalland21.com.
- מדוע נתרן הידריד מוצק הוא בסיס ולא חומצה כאשר מגיבים עם מים? (2016, 20 באפריל). נשלח מ- stackexchange: chemistry.stackexchange.com.