Nátrium-hidrid
| nátrium-hidrid[2] | |||
 Nátrium-hidrid | |||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 7646-69-7 | ||
| PubChem | 24758 | ||
| ChemSpider | 23144 | ||
| EINECS-szám | 231-587-3 | ||
| |||
| |||
| InChIKey | MPMYQQHEHYDOCL-UHFFFAOYSA-N | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | NaH | ||
| Moláris tömeg | 23,99771 g/mol | ||
| Megjelenés | fehér vagy sárga anyag | ||
| Sűrűség | 1,396 g/cm³ | ||
| Olvadáspont | 800 °C (bomlik) | ||
| Oldhatóság (vízben) | reagál a vízzel | ||
| Oldhatóság | oldódik a következő anyagokban: ammónia, benzol, CCl4, CS2 | ||
| Törésmutató (nD) | 1,470 | ||
| Kristályszerkezet | |||
| Kristályszerkezet | lapon centrált köbös (kősórács, cF8 | ||
| Tércsoport | Fm3m, No. 225 | ||
| Koordinációs geometria |
oktaéderes (Na+) oktaéderes (H−) | ||
| Rácsállandó | a = 498 pm Å | ||
| Termokémia | |||
| Std. képződési entalpia ΔfH |
−56 kJ·mol−1[1] | ||
| Standard moláris entrópia S |
40 J·mol−1·K−1[1] | ||
| Veszélyek | |||
| MSDS | külső MSDS | ||
| EU Index | 001-003-00-X | ||
| NFPA 704 |  1
0
2
| ||
| Lobbanáspont | gyúlékony | ||
| Rokon vegyületek | |||
| Azonos anion | lítium-hidrid kálium-hidrid | ||
| Rokon vegyületek | nátrium-borohidrid | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A nátrium-hidrid ionvegyület, képlete NaH. Elsősorban szerves szintézisekben használják erős bázikussága miatt. A sószerű hidridek közé tartozik, olyan ionvegyület, melyet H− és Na+ ionok alkotnak. Szerves oldószerekben oldhatatlan (összhangban azzal a ténnyel, hogy a H− anion oldatokban nem fordul elő), de olvadt nátriumban oldódik. Oldhatatlansága miatt reakciói a szilárd anyag felületén mennek végbe.
Tulajdonsága, szerkezete
szerkesztésHidrogén és olvadt nátrium közvetlen reakciójával állítják elő.[3] A tiszta NaH színtelen, de a szennyezett mintái általában szürkék. Sűrűsége mintegy 40%-kal nagyobb a nátriuménál.
Kristályszerkezete – a többi alkálifém-hidridéhez hasonlóan – kősórács. A kristályában minden Na+ körül oktaéderesen hat H− található. A Na−H és Na−F távolságok alapján a H− (a NaH-ban 146 pm)és F− (133 pm) ionsugara hasonló.[4]
„Inverz nátrium-hidrid”
szerkesztésAz úgynevezett „inverz nátrium-hidrid” nagyon különleges anyag, mivel benne Na− és H+ ionok találhatóak. A Na− alkalid anion, így az anyag abban különbözik a normál nátrium-hidridtől, hogy energiatartalma jóval nagyobb, mivel benne két elektron a hidrogénről a nátriumra van áthelyezve. Ennek az „inverz nátrium-hidridnek” egyik származéka jön létre adamanzán bázis jelenlétében. Ez a molekula irreverzibilisen magába zárja a H+ iont, és megvédi azt a Na− alkalid anionnal történő kölcsönhatástól.[5] Elméleti számítások szerint még egy nem védett protonált tercier aminnak nátrium alkaliddal alkotott komplexe is metastabil lehet bizonyos oldószerek esetén, bár a reakció gátja kicsi lenne, és a megfelelő oldószer megtalálása sem lenne egyszerű.[6]
Felhasználása a szerves kémiában
szerkesztésErős bázisként
szerkesztésA NaH-t a szerves kémiában elsősorban bázisként alkalmazzák.[7] Sok gyenge Brønsted-savtól képes protont felvenni, például alkoholoktól, fenoloktól, pirazoloktól, tioloktól, miközben a megfelelő nátriumszármazékot kapjuk.
Főleg a savas hidrogént tartalmazó szénatomok, mint az 1,3 dikarbonilvegyületek és származékaik, például a malonsav észterei esetén használatos. Az így kapott nátrium származékokat alkilezhetjük. Használják még karbonilvegyületek kondenzációs reakcióiban – például a Dieckmann-kondenzáció, Stobbe-kondenzáció, Darzens-kondenzáció és a Claisen-kondenzáció – katalizátorként. További, NaH-val deprotonálható szénatomok a szulfóniumsók és a dimetil-szulfoxid (DMSO). NaH-del kén ilidek állíthatók elő, melyeket azután fel lehet használni ketonok epoxiddá történő átalakításához.
Redukálószerként
szerkesztésKépes redukálni egyes főcsoportbeli elemek vegyületeit, de a szerves kémiában hasonló reakciója nem ismert. Jelentős a bór-trifluoriddal történő reakciója, melynek során diborán és nátrium-fluorid keletkezik:[3]
6 NaH + 2 BF3 → B2H6 + 6 NaF
A diszilánok Si−Si és a diszulfidok S−S kötéseit is redukálja.
Szárítószerként
szerkesztésMivel vízzel gyorsan és irreverzibilisen reagál, felhasználható szerves oldószerek szárítására, bár erre a célra általában más anyagokat, például kalcium-hidridet használnak.
Hidrogén tárolására
szerkesztésFelmerült, hogy üzemanyagcellás járművekben alkalmazzák hidrogénforrásként. Ha a műanyag pelletbe zárt anyagot víz jelenlétében összetörik, akkor a reakció során felszabadul a hidrogén.[8]
Gyakorlati kérdések
szerkesztésA nátrium-hidridet többnyire 60%(w/w) nátrium-hidrid és olaj keverékének formájában forgalmazzák. Ez a diszperzió biztonságosabban kezelhető és mérhető ki, mint a tiszta NaH. Ebből a keverékből a szürke anyag tiszta formában pentánnal vagy THF-fel történő mosással állítható elő, ám a művelet során vigyázni kell, nehogy az oldószer által elragadott NaH-szemcsék meggyulladjanak a levegőn. A NaH reakcióit védőgáz, például nitrogén vagy argon alatt kell végezni. A NaH-et jellemzően THF-es szuszpenzió formájában használják, mivel ez az oldószer számos nátriumorganikus vegyületet szolvatál, de nem deprotonálódik.
Veszélyei
szerkesztésA NaH öngyulladhat szobahőmérsékleten. Vízzel érintkezve hidrogén és NaOH keletkezik belőle, mely az egyik legerősebb lúg.
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ a b Zumdahl, Steven S.. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company, A23. o. (2009). ISBN 0-618-94690-X
- ↑ Az Európai Parlament és a Tanács 1272/2008/EK rendelete ( 2008. december 16.) az anyagok és keverékek osztályozásáról, címkézéséről és csomagolásáról, VI. melléklet, 3. rész, 001-003-00-X indexszám (HL L 353., 2008.12.31., 1–1355. o.)
- ↑ a b Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ↑ Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press
- ↑ Mikhail Y. Redko et al. (2002). „"Inverse Sodium Hydride": A Crystalline Salt that Contains H+ and Na-”. J. Am. Chem. Soc. 124 (21), 5928–5929. o. DOI:10.1021/ja025655+.
- ↑ Agnieszka Sawicka, Piotr Skurski, and Jack Simons (2003). „Inverse Sodium Hydride: A Theoretical Study”. J. Am. Chem. Soc. 125 (13), 3954–3958. o. DOI:10.1021/ja021136v. PMID 12656631.
- ↑ Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289.
- ↑ J. Philip DiPietro: Analysis of the Sodium Hydride-based Hydrogen Storage System being developed by PowerBall Technologies, LLC. US Department of Energy, Office of Power Technologies, 1999. október 1. (Hozzáférés: 2009. szeptember 1.)
Fordítás
szerkesztésEz a szócikk részben vagy egészben a Sodium hydride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.