Natriumborhydrid ist eine hochreaktive Substanz. Das Studium seiner Eigenschaften ermöglichte es, die organische und anorganische Chemie erheblich mit Informationen zu bereichern und eine Reihe wichtiger analytischer Probleme zu lösen. Diese Verbindung ist eine der am stärksten industrialisierten unter allen Erdalkalimetallborhydriden.
Allgemeine Beschreibung
Natriumborhydrid ist eine farblose, geruchlose kristalline Substanz. Im Gegensatz zu anderen Alkalimetallborhydriden ist es in Luft und Wasser relativ stabil. Dies liegt an der weit verbreiteten Verwendung in der chemischen Industrie.
Die Summenformel für Natriumborhydrid lautet: NaBH4.
Physikalische Eigenschaften
Diese Verbindung hat die folgenden physikalischen Eigenschaften:
- Schmelzpunkt - 500 °C;
- Kristallgittertyp - kubische Syngonie;
- Molekulargewicht – 37.843 a.u. e.m.;
- Dichte - 1,08 kg/m3;
- Hygroskopizität – hoch;
- hohe elektrische Leitfähigkeit in Lösung mit Ammoniak und Diglyme.
Chemische Eigenschaften
Die wichtigsten chemischen Eigenschaften von Natriumborhydrid sind wie folgt:
- gute Löslichkeit in Wasser, Alkoholen, flüssigem Ammoniak, Ammoniakderivaten und Oxosäuren; schlecht - in Diethylether, Kohlenwasserstoffverbindungen;
- in nichtwässrigen Lösungen wird eine Austauschreaktion mit Lithium-, Magnesium-, Barium-, Aluminiumhalogeniden beobachtet;
- aus Wasser kristallisiert die Substanz als Dihydrat NaBH4-2H2O;
- bei der Reaktion mit Stickstoff wird Ammoniak reduziert;
- Trocknung des Dihydrats kann nur unter Vakuum erfolgen;
- bei der Reaktion mit Dimethylformamid, Acetamid kommt es zur Bildung von Solvaten.
Diese Substanz ist hochreaktiv und reduzierend. Der zweite Prozesstyp geht mit anderen Parametern:
- ohne Lösungsmittel;
- in wässrigen Lösungen;
- in organischen Umgebungen;
- in Lösungen mit unterschiedlichem Säure-Basen-Index.
Empfangen
Diese Verbindung wird auf verschiedene Weise synthetisiert. Die wichtigsten Arten von Reaktionen werden im Folgenden beschrieben:
Diboran mit Hydrid oder Natriummethylat:
2NaH + B2H6 → 2NaBH4 , 3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH 4 + B(OCH3)3;
Dimethoxyboran mitNatriumtrimethoxyborhydrid:
2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O) 2BH3=NaBH4 + 3B(OCH3) 3;
Natriumhydrid mit Ethylborether:
4NaH + B(OCH2CH3)3 → NaBH 4 + 3NaOCH2CH3;
Natriumhydrid mit Bortrichlorid oder Borsäureanhydrid:
BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX, X=Cl, 1/2O.
Die dabei entstehende technische Substanz wird durch Extraktion oder Umkristallisation aus verschiedenen Lösungsmitteln gereinigt.
Bewerbung
Natriumborhydrid wird für folgende Zwecke verwendet:
- feine anorganische und organische Synthese;
- Gewinnung von Metallsolen;
- Untersuchung der Struktur von Substanzen;
- Bestimmung der Kinetik chemischer Reaktionen;
- Gewinnung von Borhydriden anderer Metalle und ihrer Derivate;
- Regeneration von Edelmetallen (Platin, Palladium, Silber, Gold) aus wässrigen Abfalllösungen, die Produkte der Laboranalyse oder der industriellen Produktion sind;
- Gewinnung von reinem gasförmigem Wasserstoff;
- schäumende Kunststoffe auf Basis von Polyester, Polyvinylalkohol und Schaum;
- Synthese von Borverbindungen (Diboran, Bortrijodid, Hydrazinmonoboran, Ethylaminboran, Natriumborsulfid und andere);
- Erzielung poröser Wärmedämmschichten.
Als Katalysatoren für die Freisetzung von Wasserstoff aus Borhydrid in Wasser werden Oxalsäuretabletten verwendet,Zitronensäure, Bernsteinsäure, Hydrosulfate, Hydrophosphate, mit Kob alt-, Platin- oder Palladiumsalzen beschichtete Kohle.
Metallbeschichtungen
Natriumborhydrid wird auch für Hochleistungs-Metall-Bor-Beschichtungen verwendet:
- hohe Härte;
- verschleißfest;
- Korrosionsbeständigkeit;
- hoher Schmelzpunkt.
Das Borhydrid-Verfahren ermöglicht die Herstellung von Beschichtungen bei niedriger Temperatur (ca. 40 °C) auf Basis von Kupfer, Silber, Gold, Eisen, Nickel, Kob alt, Palladium, Platin und anderen Metallen. Als Additive können verschiedene Komponenten (Sulfite, Sulfite, Thiosulfate) verwendet werden, wodurch Zwei- und Dreikomponentenlegierungen mit neuen Eigenschaften erh alten werden können.
