ไฮไดรด์โซเดียมเป็นสารอนินทรีสูตร Nah มีพันธะไอออนิกระหว่างโซเดียมและไฮไดรด์ โครงสร้างของมันแสดงในรูปที่ 1 เป็นตัวแทนของน้ำเกลือไฮไดรด์ซึ่งหมายความว่าเป็นไฮไดรด์ที่คล้ายกับเกลือประกอบด้วย Na + และ H- ไอออนตรงกันข้ามกับไฮไดรด์ที่มีโมเลกุลมากกว่าเช่นโบราเนมีเทนแอมโมเนีย และน้ำ
โครงสร้างผลึกมีจำนวนโคออร์ดิเนชันเท่ากับ 6 โดยที่โมเลกุลของโซเดียมแต่ละโมเลกุลล้อมรอบด้วยไฮไดรด์ 8 ไอออนที่มีรูปร่างแปดด้านและแสดงในรูปที่ 2 (Mark Winter [The University of Sheffield และ WebElements Ltd, 1993-2016)
โครงสร้างของโซเดียมไฮไดรด์
รูปที่ 2. โครงสร้างผลึกของโซเดียมไฮไดรด์
สารประกอบนี้เตรียมโดยปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างโซเดียมและก๊าซไฮโดรเจน (สูตรโซเดียมไฮไดรด์ - การใช้โซเดียมไฮไดรด์, คุณสมบัติ, โครงสร้างและสูตร, 2548-2560) ดังต่อไปนี้:
H2 + 2Na → 2NaH
โซเดียมไฮไดรด์มีจำหน่ายทั่วไปในรูปแบบการกระจายตัว 60% w / w (น้ำหนักต่อน้ำหนัก) ในน้ำมันแร่เพื่อการจัดการที่ปลอดภัย (SODIUM HYDRIDE, nd)
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของโซเดียมไฮไดรด์
โซเดียมไฮไดรด์เป็นของแข็งสีขาวเมื่อบริสุทธิ์แม้ว่าโดยทั่วไปจะมีสีเทาหรือสีเงิน ลักษณะของมันแสดงในรูปที่ 3
รูปที่ 3. ลักษณะของโซเดียมไฮไดรด์
NaH มีน้ำหนักโมเลกุล 23.99771 g / mol ความหนาแน่น 1.396 g / ml และจุดหลอมเหลว 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015) ไม่ละลายในแอมโมเนียเบนซินคาร์บอนเตตระคลอไรด์และคาร์บอนไดซัลไฟด์ (National Center for Biotechnology Information, nd)
สารประกอบไม่เสถียรอย่างยิ่ง NaH บริสุทธิ์สามารถลุกไหม้ในอากาศได้อย่างง่ายดาย เมื่อสัมผัสกับน้ำในอากาศจะปล่อยไฮโดรเจนที่ไวไฟสูงออกมา
เมื่อเปิดสู่อากาศและความชื้น NaH จะถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่ายไปยังฐานที่มีฤทธิ์กัดกร่อนของโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) โดยอาศัยปฏิกิริยา:
NaH + H2O → NaOH + H2
ในปฏิกิริยานี้จะเห็นได้ว่าโซเดียมไฮไดรด์มีพฤติกรรมเหมือนเบส เนื่องจากอิเล็กโทรเนกาติวิตี
โซเดียมมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี (≈1.0) ต่ำกว่าไฮโดรเจน (≈2.1) อย่างมีนัยสำคัญซึ่งหมายความว่าไฮโดรเจนดึงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเข้าหาตัวมันเองโดยเคลื่อนออกจากโซเดียมเพื่อสร้างไอออนบวกและไอออนของโซเดียม ไฮไดรด์
สำหรับสารประกอบที่จะเป็นกรดBrønstedจำเป็นต้องแยกความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนนั่นคือเชื่อมต่อกับอะตอมอิเล็กโทรเนกาติวิตีเช่นออกซิเจนฟลูออรีนไนโตรเจนเป็นต้น จากนั้นจึงสามารถอธิบายอย่างเป็นทางการว่า H + และสามารถแยกออกจากกันได้
ไฮไดรด์อธิบายได้ดีกว่ามากว่า H- และมีคู่อิเล็กตรอนอิสระ ดังนั้นจึงเป็นเบสBrønstedไม่ใช่กรด ในความเป็นจริงถ้าคุณขยายนิยามกรด / เบสของBrønstedแบบที่ Lewis ทำคุณจะสรุปได้ว่าโซเดียม (Na +) เป็นสายพันธุ์ที่เป็นกรดที่นี่
ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยากรด / เบสBrønstedของ H- เบสและกรด H + กลายเป็น H2 เนื่องจากไฮโดรเจนที่เป็นกรดถูกสกัดจากน้ำโดยตรงก๊าซไฮโดรเจนจึงสามารถเกิดฟองทำให้สมดุลเปลี่ยนไปแม้ว่าปฏิกิริยาจะไม่ได้รับการสนับสนุนทางอุณหพลศาสตร์ก็ตาม
OH- ไอออนยังคงอยู่ซึ่งสามารถเขียนได้ด้วยส่วนที่เหลือของ Na + ไอออนบวกเพื่อให้โซเดียมไฮดรอกไซด์ (เหตุใดโซเดียมไฮไดรด์ที่เป็นของแข็งจึงเป็นเบสและไม่เป็นกรดเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ, 2559)
ปฏิกิริยาและอันตราย
สารประกอบเป็นตัวรีดิวซ์ที่มีประสิทธิภาพ โจมตี SiO2 ในแก้ว มันติดไฟเมื่อสัมผัสกับก๊าซ F2, Cl2, Br2 และ I2 (ที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 ° C) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีความชื้นเพื่อสร้าง HF, HCl, HBr และ HI
ทำปฏิกิริยากับกำมะถันเพื่อให้ Na2S และ H2S อาจเกิดปฏิกิริยาระเบิดกับไดเมทิลซัลฟอกไซด์ ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับอะเซทิลีนแม้ที่อุณหภูมิ -60 ° C ฟลูออรีนติดไฟได้เองตามธรรมชาติ
เริ่มต้นปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันในเอทิล -2,2,3-trifluoropropionate เพื่อให้เอสเทอร์สลายตัวอย่างรุนแรง การปรากฏตัวในปฏิกิริยาของไดเอทิลซัคซิเนตและเอทิลไตรฟลูออโรอะซิเนตทำให้เกิดการระเบิด (SODIUM HYDRIDE, 2016)
โซเดียมไฮไดรด์ถือว่ามีฤทธิ์กัดกร่อนผิวหนังหรือดวงตาเนื่องจากมีโอกาสเกิดผลพลอยได้จากปฏิกิริยากัดกร่อนกับน้ำ
ในกรณีที่เข้าตาควรล้างด้วยน้ำปริมาณมากใต้เปลือกตาเป็นเวลาอย่างน้อย 15 นาทีและไปพบแพทย์ทันที
ในกรณีที่ถูกผิวหนังให้แปรงทันทีและล้างบริเวณที่ได้รับผลกระทบด้วยน้ำ ไปพบแพทย์หากยังมีอาการระคายเคืองอยู่
เป็นอันตรายหากกลืนกินเนื่องจากปฏิกิริยาต่อน้ำ ห้ามทำให้อาเจียน ควรรีบไปพบแพทย์ทันทีและย้ายเหยื่อไปยังสถานพยาบาล
การกระจายตัวของน้ำมันโซเดียมไฮไดรด์ไม่ใช่ผง อย่างไรก็ตามวัสดุที่ทำปฏิกิริยาสามารถปล่อยหมอกกัดกร่อนที่ละเอียดได้ ในกรณีที่หายใจเข้าให้บ้วนปากด้วยน้ำและเคลื่อนย้ายผู้ป่วยไปยังที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ ควรไปพบแพทย์ (Rhom and Hass inc., 2007)
การประยุกต์ใช้งาน
การใช้โซเดียมไฮไดรด์หลักคือการทำปฏิกิริยาควบแน่นและอัลคิเลชันที่เกิดจากการก่อตัวของคาร์บาเนียน (เร่งปฏิกิริยาโดยฐาน)
โซเดียมไฮไดรด์ในน้ำมันมีลักษณะคล้ายกับโซเดียมและโซเดียมเมทัลแอลกอฮอล์ในความสามารถในการทำหน้าที่เป็นตัวแทนในการกำจัดสารในเอสเทอร์อะซิโตอะซิติก Claisen, Stobbe, การควบแน่นของ Dieckmann และปฏิกิริยาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง มีข้อได้เปรียบเหนือสารควบแน่นอื่น ๆ ในเรื่องนี้:
- เป็นฐานที่แข็งแกร่งขึ้นซึ่งส่งผลให้เกิดการกีดกันโดยตรงมากขึ้น
- ไม่จำเป็นต้องมีส่วนเกิน
- H2 ที่เกิดขึ้นให้การวัดขอบเขตของปฏิกิริยา
- ปฏิกิริยาข้างเคียงเช่นการลดลงจะถูกกำจัด
อัลคิเลชันของอะโรมาติกและเฮเทอโรไซคลิกเอมีนเช่น 2-aminopyridine และ phenothiazine สามารถทำได้อย่างง่ายดายในผลผลิตสูงโดยใช้สารผสมโทลูอีน - เมทิลฟอร์มาไมด์ ความเข้มข้นของไดเมทิลฟอร์มาไมด์เป็นตัวแปรที่ใช้ควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยา (HINCKLEY, 1957)
มีการเสนอให้ใช้โซเดียมไฮไดรด์ในการกักเก็บไฮโดรเจนเพื่อใช้ในรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงโดยไฮไดรด์ที่อยู่ในเม็ดพลาสติกซึ่งถูกบดต่อหน้าน้ำเพื่อปล่อยไฮโดรเจน
อ้างอิง
- ฮินคลีย์, MD (1957). การผลิตการจัดการและการใช้โซเดียมไฮไดรด์ Advances in Chemistry, Vol. 19, 106-117.
- Mark Winter [The University of Sheffield และ WebElements Ltd, U. (1993-2016) โซเดียม: โซเดียมไฮไดรด์ สืบค้นจาก WebElements: webelements.com.
- ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (เอสเอฟ) PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 24758 ดึงมาจาก PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Rhom และ Hass Inc. (2550, ธันวาคม). โซเดียมไฮไดรด์ 60% การกระจายตัวในน้ำมัน ดึงมาจาก dow.com.
- ราชสมาคมเคมี. (2015) โซเดียมไฮไดรด์ สืบค้นจาก ChemSpider: chemspider.com.
- โซเดียมไฮไดรด์ (2016) ดึงมาจาก Cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
- สูตรโซเดียมไฮไดรด์ - การใช้โซเดียมไฮไดรด์คุณสมบัติโครงสร้างและสูตร (2005-2017) ดึงมาจาก Softschools.com: softschools.com.
- โซเดียมไฮไดรด์ (เอสเอฟ) สืบค้นจาก chemicalland21: chemicalland21.com.
- เหตุใดโซเดียมไฮไดรด์ที่เป็นของแข็งจึงเป็นเบสไม่ใช่กรดเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ? (2559 20 เมษายน). ดึงมาจาก stackexchange: chemistry.stackexchange.com.