Նատրիումի բորոհիդրիդը բարձր ռեակտիվ նյութ է: Նրա հատկությունների ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տվել էապես հարստացնել օրգանական և անօրգանական քիմիան տեղեկություններով, ինչպես նաև լուծել մի շարք կարևոր անալիտիկ խնդիրներ։ Այս միացությունն ամենաարդյունաբերականներից մեկն է բոլոր ալկալային մետաղների բորոհիդրիդներից:
Ընդհանուր նկարագրություն
Նատրիումի բորոհիդրիդը անգույն, անհոտ բյուրեղային նյութ է: Ի տարբերություն այլ ալկալիական մետաղների բորոհիդրիդների, այն համեմատաբար կայուն է օդում և ջրում։ Դա պայմանավորված է քիմիական արդյունաբերության մեջ դրա լայն կիրառմամբ։
Նատրիումի բորոհիդրիդի էմպիրիկ բանաձևն է՝ NaBH4.
Ֆիզիկական հատկություններ
Այս միացությունն ունի հետևյալ ֆիզիկական հատկությունները.
- հալման կետ - 500 °C;
- բյուրեղյա ցանցի տեսակ - խորանարդ սինգոնիա;
- մոլեկուլային քաշ – 37, 843 a.u. e. m.;
- խտություն - 1,08 կգ/մ3;
- հիգրոսկոպիկություն – բարձր;
- բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն ամոնիակով և դիգլիմով լուծույթում:
Քիմիական հատկություններ
Նատրիումի բորոհիդրիդի հիմնական քիմիական հատկությունները հետևյալն են.
- լավ լուծելիություն ջրի, սպիրտների, հեղուկ ամոնիակի, ամոնիակի ածանցյալների և օքսոաթթուների մեջ; վատ - դիէթիլ եթերում, ածխաջրածնային միացություններում;
- ոչ ջրային լուծույթներում նկատվում է փոխանակման ռեակցիա լիթիումի, մագնեզիումի, բարիումի, ալյումինի հալոգենիդների հետ;
- ջրից նյութը բյուրեղանում է երկհիդրատի NaBH ձևով4-2H2O;
- Ազոտի հետ արձագանքելիս ամոնիակը նվազում է;
- դիհիդրատի չորացումը կարող է կատարվել միայն վակուումի տակ;
- դիմեթիլֆորմամիդի, ացետամիդի հետ ռեակցիայի ժամանակ առաջանում են սոլվատներ։
Այս նյութը շատ ռեակտիվ է և նվազեցնող: Գործընթացի երկրորդ տեսակը անցնում է տարբեր պարամետրերով.
- լուծիչ չկա;
- ջրային լուծույթներում;
- օրգանական միջավայրում;
- թթու-բազային ինդեքսով լուծույթներում:
Ստանալ
Այս միացությունը սինթեզվում է մի քանի ձևով. Ռեակցիաների հիմնական տեսակները նկարագրված են ստորև՝
դիբորան հիդրիդով կամ նատրիումի մեթիլատով:
2NaH + B2H6 → 2NaBH4 , 3CH3ONa + 2B2H6 → 3NaBH 4 + B(OCH3)3;
դիմեթօքսիբորանովնատրիումի տրիմեթօքսիբորոհիդրիդ՝
2NaBH(OCH3)3 + 3(CH3O) 2BH3=NaBH4 + 3B(OCH3) 3;
նատրիումի հիդրիդ էթիլ բորի եթերով:
4NaH + B(OCH2CH3)3 → NaBH 4 + 3NaOCH2CH3;
նատրիումի հիդրիդ բորի տրիկլորիդով կամ բորի անհիդրիդով:
BX3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaX, X=Cl, 1/2O.
Ստացված տեխնիկական նյութը զտվում է տարբեր լուծիչներից արդյունահանման կամ վերաբյուրեղացման միջոցով:
Դիմում
Նատրիումի բորոհիդրիդն օգտագործվում է հետևյալ նպատակների համար՝
- նուրբ անօրգանական և օրգանական սինթեզ;
- մետաղական սալիկների ստացում;
- նյութերի կառուցվածքի ուսումնասիրություն;
- քիմիական ռեակցիաների կինետիկայի որոշում;
- այլ մետաղների բորոհիդրիդների և դրանց ածանցյալների ստացում;
- թանկարժեք մետաղների (պլատին, պալադիում, արծաթ, ոսկի) վերականգնում թափոնների ջրային լուծույթներից, որոնք լաբորատոր վերլուծության կամ արդյունաբերական արտադրության արտադրանք են;
- մաքուր գազային ջրածնի ստացում;
- փրփրող սինթետիկ նյութեր՝ հիմնված պոլիեսթերի, պոլիվինիլային ալկոհոլի և փրփուրի վրա;
- բորի միացությունների սինթեզ (դիբորան, բորի տրիյոդիդ, հիդրազին մոնոբորան, էթիլամինբորան, նատրիումի բորոսուլֆիդ և այլն);
- ստացում ծակոտկեն ջերմամեկուսիչ ծածկույթներ։
Որպես ջրի մեջ բորոհիդրիդից ջրածնի արտազատման կատալիզատորներ, օգտագործվում են օքսալաթթվի հաբեր,կիտրոնաթթու, սուկինինաթթու, հիդրոսուլֆատներ, հիդրոֆոսֆատներ, ածխածին պատված կոբալտի, պլատինի կամ պալադիումի աղերով։
Մետաղական ծածկույթներ
Նատրիումի բորոհիդրիդը նաև օգտագործվում է բարձր արդյունավետությամբ մետաղական-բորային ծածկույթների համար.
- բարձր կարծրություն;
- մաշվածության դիմացկուն;
- կոռոզիոն դիմադրություն;
- բարձր հալման կետ.
Բորոհիդրիդային մեթոդը հնարավորություն է տալիս ցածր ջերմաստիճանում (մոտ 40 °C) ծածկույթներ արտադրել պղնձի, արծաթի, ոսկու, երկաթի, նիկելի, կոբալտի, պալադիումի, պլատինի և այլ մետաղների հիման վրա: Որպես հավելումներ կարող են օգտագործվել տարբեր բաղադրիչներ (սուլֆիտներ, սուլֆիտներ, թիոսուլֆատներ), ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ նոր հատկություններով երկու և երեք բաղադրիչ համաձուլվածքներ։
