Natriumhydrid (NaH) Eigenschaften, Reaktivität, Gefahren und Verwendungszwecke

Die Natriumhydrid ist eine anorganische Verbindung der Formel NaH. Es hat eine ionische Bindung zwischen Natrium und Hydrid. Seine Struktur ist in Abbildung 1 dargestellt. Es ist repräsentativ für Saline Hydride, was bedeutet, dass es ein hydridähnliches Salz ist, bestehend aus Na + und H-Ionen, im Gegensatz zu mehr molekularen Hydride wie Boran, Methan, Ammoniak und Wasser.

Die Kristallstruktur weist eine Koordinationszahl 6 auf, wobei jedes Natriummolekül von 8 Hydridionen mit einer oktaedrischen Form umgeben ist und in 2 dargestellt ist (Mark Winter [1993, Universität Sheffield und WebElements Ltd.]).

Die Verbindung wird durch die direkte Reaktion zwischen Natrium- und Wasserstoffgas (Natriumhydridformel - Natriumhydrid verwendet, Eigenschaften, Struktur und Formel, 2005-2017) wie folgt hergestellt:

H2 + 2Na → 2NaH

Natriumhydrid wird im Handel als eine 60 Gew .-% ige Dispersionsform (Gewicht-zu-Gewicht-Prozent) in Mineralöl zur sicheren Handhabung verkauft (SODIUM HYDRIDE, s.F.).

Index

• 1 Physikalische und chemische Eigenschaften von Natriumhydrid
• 2 Reaktivität und Gefahren
• 3 Verwendet
• 4 Referenzen

Physikalische und chemische Eigenschaften von Natriumhydrid

Natriumhydrid ist ein weißer Feststoff, wenn es rein ist, obwohl es normalerweise in Grau oder Silber erhalten wird. Sein Aussehen ist in 3 gezeigt.

NaH hat ein Molekulargewicht von 23,99771 g / mol, eine Dichte von 1,396 g / ml und einen Schmelzpunkt von 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Es ist unlöslich in Ammoniak, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff und Kohlenstoffdisulfid (Nationales Zentrum für Biotechnologie-Information, s.f.).

Die Verbindung ist extrem instabil. Reines NaH kann leicht in der Luft entzünden. Wenn es mit dem in der Luft vorhandenen Wasser in Kontakt kommt, setzt es hochentzündlichen Wasserstoff frei.

Wenn es offen gegenüber Luft und Feuchtigkeit ist, wird NaH auch in der stark korrosiven Basis von Natriumhydroxid (NaOH) gemäß der Reaktion leicht hydrolysiert:

NaH + H2O → NaOH + H2

Bei dieser Reaktion kann beobachtet werden, dass Natriumhydrid sich wie eine Base verhält. Dies ist auf Elektronegativität zurückzuführen.

Natrium hat eine signifikant geringere Elektronegativität (≈1.0) als Wasserstoff (Æ2.1), was bedeutet, dass Wasserstoff die Elektronendichte zu sich selbst extrahiert und sich von Natrium wegbewegt, um ein Natriumkation und ein Anion zu erzeugen von Hydrid.

Damit eine Verbindung eine Brønsted-Säure ist, müssen Sie die Elektronendichte von Wasserstoff trennen, dh sie an ein elektronegatives Atom wie Sauerstoff, Fluor, Stickstoff usw. anschließen. Nur dann kann es formell als H + beschrieben und als solches dissoziiert werden.

Ein Hydrid wird viel besser als H beschrieben und hat ein freies Elektronenpaar. Als solche ist es eine Brønsted-Base, keine Säure. In der Tat, wenn Sie die Brønsted-Säure / Base-Definition so erweitern, wie Lewis es getan hat, werden Sie zu dem Schluss kommen, dass Natrium (Na +) hier die Säure ist.

Das Brønsted-Säure / Base-Reaktionsprodukt der H-Base und der H + -Säure wird H2. Da der saure Wasserstoff direkt aus dem Wasser extrahiert wird, kann das Wasserstoffgas sprudeln und das Gleichgewicht verschieben, selbst wenn die Reaktion nicht thermodynamisch begünstigt ist.

Es kann OH-Ionen geben, die mit dem Rest des Na + -Kations geschrieben werden können, um Natriumhydroxid zu ergeben (Warum ist festes Natriumhydrid basierend und nicht sauer, wenn es mit Wasser reagiert?, 2016).

Reaktivität und Gefahren

Die Verbindung ist ein starkes Reduktionsmittel. Greift SiO2 in Glas an. Es zündet bei Kontakt mit gasförmigem F2, Cl2, Br2 und I2 (letztere bei Temperaturen über 100 ° C), insbesondere in Gegenwart von Feuchtigkeit, unter Bildung von HF, HCl, HBr und HI.

Reagiert mit Schwefel zu Na2S und H2S. Es kann explosiv mit Dimethylsulfoxid reagieren. Reagiert heftig mit Acetylen, selbst bei -60 ° C. Es ist in Fluor spontan entflammbar.

Es initiiert eine Polymerisationsreaktion in Ethyl-2,2,3-trifluorpropionat, so dass der Ester sich heftig zersetzt. Das Vorhandensein von Bernsteinsäurediethylester und Trifluoressigsäureethylester hat Explosionen verursacht (SODIUM HYDRIDE, 2016).

Natriumhydrid gilt aufgrund der möglichen ätzenden Nebenprodukte von Reaktionen mit Wasser als ätzend für die Haut oder die Augen.

Bei Kontakt mit den Augen sollten sie mindestens 15 Minuten lang unter den Augenlidern mit viel Wasser abgespült werden und sofort einen Arzt aufsuchen.

Bei Berührung mit der Haut sofort bürsten und den betroffenen Bereich mit Wasser ausspülen. Bei anhaltender Reizung einen Arzt aufsuchen.

Es ist schädlich bei Einnahme durch Reaktion auf Wasser. Kein Erbrechen herbeiführen. Sie sollten sofort einen Arzt aufsuchen und das Opfer zu einem medizinischen Zentrum bringen.

Die Dispersion von Natriumhydrid in Öl ist kein Staub. Das reagierende Material kann jedoch einen feinen Ätznebel abgeben. Nach Einatmen den Mund mit Wasser ausspülen und das Opfer an einen Ort mit frischer Luft bringen. Ärztliche Betreuung sollte angestrebt werden (Rhom and Hass Inc., 2007).

Verwendet

Die Hauptanwendung von Natriumhydrid ist die Durchführung von Kondensations- und Alkylierungsreaktionen, die durch die Bildung eines Carbanions (katalysiert durch die Base) entstehen.

Natriumhydrid in Öl ähnelt Natrium- und Natriummetallalkoholaten in seiner Fähigkeit, als Deprotonierungsmittel in dem Acetessigsäureester, Claisen, Stobbe, Dieckmann und anderen verwandten Reaktionen zu wirken. Es hat deutliche Vorteile gegenüber anderen Kondensationsmitteln:

1. Es ist eine stärkere Base, die zu einer direkteren Deprotonierung führt.
2. Du brauchst keinen Überschuss.
3. Das erzeugte H2 gibt ein Maß für das Ausmaß der Reaktion.
4. Nebenreaktionen wie Reduktionen sind ausgeschlossen.

Alkylierungen von aromatischen und heterocyclischen Aminen, wie 2-Aminopyridin und Phenothiazin, werden leicht in hoher Ausbeute unter Verwendung von Toluol-Methylformamid-Gemischen erreicht. Die Konzentration von Dimethylformamid ist eine Variable, die verwendet wird, um die Reaktionsrate zu kontrollieren (HINCKLEY, 1957).

Die Verwendung von Natriumhydrid zur Speicherung von Wasserstoff zur Verwendung in Brennstoffzellenfahrzeugen wurde vorgeschlagen, wobei das Hydrid in Kunststoffgranulaten eingeschlossen ist, die in Gegenwart von Wasser gemahlen werden, um den Wasserstoff freizusetzen.

Referenzen

1. HINCKLEY, M. D. (1957). Herstellung, Handhabung und Verwendung von Natriumhydrid. Advances in Chemistry, Bd. 19, 106-117.
2. Mark Winter [Universität Sheffield und WebElements Ltd, U. (1993-2016). Natrium: Natriumhydrid. Von WebElements abgerufen: webelements.com.
3. Nationales Zentrum für Biotechnologie Information. (s.). PubChem Compound-Datenbank; CID = 24758. Von PubChem abgerufen: publem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Rhom und Hass inc. (2007, Dezember). Natriumhydrid 60% Dispersion in Öl. Von dow.com abgerufen.
5. Royal Society of Chemistry. (2015). Natriumhydrid. Von ChemSpider: chemspider.com.
6. Natriumhydrid. (2016). Von Cameochemicals bezogen: cameochemicals.noa.gov.
7. Natriumhydrid Formel - Natriumhydrid Verwendet, Eigenschaften, Struktur und Formel. (2005-2017). Von Softschools.com: softschools.com.
8. Natriumhydrid. (s.). Von chemicalland21: chemicalland21.com abgerufen.
9. Warum ist Natriumhydrid fest und nicht sauer, wenn es mit Wasser reagiert? (2016, 20. April). Von Stapelaustausch abgerufen: chemie.stackexchange.com.