Борогидрид натрію – це речовина, що володіє високою реакційною здатністю. Дослідження його властивостей дозволило значно збагатити органічну і неорганічну хімію інформацією, а також вирішити ряд важливих аналітичних завдань. Ця сполука є одним з найбільш промислово освоєних серед усіх борогидридов металів лужно-земельної групи.

Загальний опис

Борогидрид натрію являє собою безбарвна кристалічна речовина без запаху. На відміну від інших борогидридов лужних металів, воно володіє відносною стійкістю на повітрі і у воді. Цим зумовлено його широке застосування в хімічній промисловості. Емпірична формула борогидрида натрію має вигляд: NaBH 4 .

Фізичні властивості

Для даного з'єднання характерні такі фізичні властивості:

температура плавлення – 500 °С;

вид кристалічної решітки – кубічна сингония;

молекулярна маса – 37843 а. е. м.;

щільність – 108 кг/м 3 ;

гігроскопічність – висока;

висока електрична провідність в розчині з аміаком і диглимом.

Хімічні властивості

Основними хімічними властивостями борогидрида натрію є наступні:

хороша розчинність в воді, спиртах, рідкому аміаку, в похідних аміаку і оксокислот; погана – в діетиловому ефірі, вуглеводневих з'єднаннях;

у неводних розчинах спостерігається обмінна реакція з галогенідами літію, магнію, барію, алюмінію;

з води речовина кристалізується у формі дигідрату NaBH 4 -2H 2 O;

при реагуванні з азотом відбувається відновлення аміаку;

висушування дигідрату можна зробити лише в умовах вакууму;

в реакції з диметилформамидом, ацетамидом відбувається утворення сольватов.

Ця речовина володіє високою реакційною і відновною здатністю. Другий тип процесу йде при різних параметрах:

відсутність розчинника;

у водних розчинах;

в органічних середовищах;

в розчинах з широким діапазоном кислотно-лужного показника.

Отримання

Синтез цього з'єднання проводиться декількома способами. Основні типи реакцій описані нижче:

диборан з гідридом або метилатом натрію:

2NaH + B 2 H 6 -> 2NaBH 4 , 3CH 3 ONa + 2B 2 H 6 -> 3NaBH 4 + B(OCH 3 ) 3 ;

диметоксиборан з триметоксиборогидридом натрію:

2NaBH(OCH 3 ) 3 + 3(CH 3 O) 2 BH 3 = NaBH 4 + 3B(OCH 3 ) 3 ;

гідриду натрію з борноэтиловым ефіром:

4NaH + B(OCH 2 CH 3 ) 3 -> NaBH 4 + 3NaOCH 2 CH 3 ;

гідрид натрію з трихлоридом бору або борним ангідридом:

BX 3 + 4NaH -> NaBH 4 + 3NaX , X = Cl, 1/2 * O. Отримане технічне речовину піддають очищенню за допомогою екстракції або перекристалізації з різних розчинників.

Застосування

Борогидрид натрію використовують у наступних цілях:

тонкий неорганічний та органічний синтез;

одержання золів металів;

дослідження будови речовин;

визначення кінетики хімічних реакцій;

отримання борогидридов інших металів та їх похідних;

регенерація благородних металів (платини, паладію, срібла, золота) з відпрацьованих водних розчинів, які є продуктами лабораторного аналізу або промислового виробництва;

отримання чистого газоподібного водню;

спінювання синтетичних матеріалів на основі поліестерів, полівінілового спирту та пінопласту;

синтез сполук бору (диборану, трийодида бору, гидразинмоноборана, этиламинборана, боросульфида натрію та інших);

отримання пористих теплоізолюючих покриттів.

В якості каталізаторів для виділення водню з борогидрида у воді застосовують таблетки з щавлевої, лимонної, бурштинової кислоти, гидросульфатов, гидрофосфатов, вугілля з покриттям з солей кобальту, платини або паладію.

Металеві покриття

Борогидрид натрію використовується також для отримання покриттів типу «метал-бор», що відрізняються хорошими експлуатаційними характеристиками:

висока твердість;

зносостійкість;

корозійна стійкість;

висока температура плавлення.

Борогидридный метод дозволяє виготовити покриття при невисокій температурі (близько 40 °С) на основі міді, срібла, золота, заліза, нікелю, кобальту, паладію, платини та інших металів. В якості добавок можна використовувати різні компоненти (сульфіти, сульфіти, тіосульфати), що дає можливість отримати дво - і трикомпонентні сплави з новими властивостями.