Natriumboorhidried

Natriumboorhydried (of natrium(tetra)hidroboraat)) is 'n gemengde hidried van natrium en boor met formule NaBH₄. Dit is 'n sterk reduseermiddel.

Eienskappe

Algemeen
Naam	Natriumboorhidried
Sistematiese naam	Natriumtetrahidridoboraat(1–)
Struktuurformule van
Chemiese formule	NaBH4
Molêre massa	37,83 [g/mol][1]
CAS-nommer	16940-66-2[1]
Voorkoms	Wit vastestof[2]
Fasegedrag
Selkonstantes	a=616,35 pm; [2]
Ruimtegroep	Fm3m[2]
Nommer	225
Schönfliess-simbool	O5h
Strukturbericht	B1
Smeltpunt	505 °C[2]
Kookpunt	~400 (ontbind) °C[2]
Digtheid	1,08 [g/cm3][2]
Oplosbaarheid	25 [g/100g] (ontbind teen lae pH)
Brekingsindeks	1,547[2]
Termodinamies
ΔfHɵ	-183 [kJ/mol]
Warmtekapasiteit	86,5 [J/Kmol]
Suur-basis eienskappe
pKa
Veiligheid
Flitspunt	69 °C
LD50	56,57 [mg/kg] rot; oraal[1]
LC50	74 [mg/L]; vis, 96 uur.[1]
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.
Portaal Chemie

Die stof los op in water en dit is stabiel teen hoë pH. Met sure ontbind dit en vorm waterstof. Hoër temperature versnel die hidrolise.

Kristalstruktuur

'n Weergawe van die BH−4-ioon se wanorde teen kamertemperatuur

Die verbinding het teen kamertemperatuur 'n wanordelike kristalstruktuur wat van tafelsout s'n afgelei is. (Strukturbericht-klassifikasie B1). Natriumione vorm 'n vlakgesentreerde kubus soos in NaCl. Boor word tetraëdries deur vier waterstofatome omring en die [BH−4-ioon neem die plek van die chloorioon in, maar hulle oriëntasie kan wissel.^[2]

Teen laer temperature soos 190K word die struktuur tetragonaal. Die oorgang is 'n faseoorgang van tweede orde.

Sintese

Diglyme

Daar is verskeie maniere om natriumboorhidried te maak.^[2] Dit kan bv. uit diboraan en natriumhidried in 'n geskikte oplosmiddel vervaardig word. 'n Triëter soos diglyme (1-metoksie-2-(2-metoksietoksi)etaan) word gewoonlik as oplosmiddel gebruik.

${\displaystyle 2NaH+B_{2}H_{6}\xrightarrow {diglyme} 2NaBH_{4}}$

'n Ander metode gebruik trimetielboraat B(OCH₃)₃ as katalisator:

${\displaystyle NaH+B(OCH_{3})_{3}\rightarrow NaBH(OCH_{3})_{3}}$

${\displaystyle NaBH(OCH_{3})_{3}+B_{2}H_{6}\rightarrow 2NaBH_{4}+B(OCH_{3})_{3}}$

Hierdie proses verloop sonder oplosmiddel.

'n Mens kan ook van natriummetoksied NaOCH₃ uitgaan:

${\displaystyle NaOCH_{3}+2B_{2}H_{6}\rightarrow 3NaBH_{4}+B(OCH_{3})_{3}}$

Chemiese eienskappe

Die oplosbaarheid van NaBH₄ in water met hoë pH

Natriumboorhidried is goed oplosbaar in polêre oplosmiddels met 'n hoë diëlektriese konstante. In waterige oplossing vind hidrolise van die hidroboraat plaas, maar dit sal die oplossing basies maak en die hidrolise vertraag teen hoë pH. Die algemene reaksie is:

${\displaystyle BH_{4}^{-}+H^{+}+3H_{2}O\rightarrow H_{3}BO_{3}+4H_{2}\uparrow }$

Dié hidrolise erhoog die pH en stel waterstof vry maar die meganisme is ten spyte van baie navorsing nie duidelik nie.

Die stof kan uit sterk basiese oplossing herkristalliseer word, wat as suiweringsmetode gebruik kan word. Onder 35 °C word 'n hidraat NaBH₄.2H₂O gevorm en dit kan in die oplosbaarheidskromme goed gesien word.

Natriumboorhidraat is 'n belangrike reagens in die organiese chemie. Dit reduseer 'n aldehied (alkanal) tot 'n primêre alkohol en 'n ketoon (alkanoon) tot 'n sekundêre.^[3] In teenstelling tot litiumaluminiumhidried tas dit karboksielsure or esters nie aan nie:

Dit kan 'n imien reduseer:

Verwysings

1. "Safety data sheet" (PDF). Carl Roth.
2. James, B.D. and Wallbridge, M.G.H. (1970). Metal Tetrahydroborates. In: Progress in Inorganic Chemistry. doi:10.1002/9780470166123.ch3. {{cite book}}: Onbekende parameter |editors= geïgnoreer (hulp)AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
3. James Ashenhurst. "Sodium Borohydride (NaBH4) Reduction of Aldehydes and Ketones". Master Organic Chemistry.{{cite web}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)