Hidruro de sodio
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Hidruro de sodio
Hidruro de sodio
Hidruro-de-sodio-3D-vdW.png
Identificadores
  • 7646-69-7 chequeY
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA100.028.716 Edita esto en Wikidata
Número CE
  • 231-587-3
UNII
  • InChI = 1S / Na.H ☒norte
    Clave: MPMYQQHEHYDOCL-UHFFFAOYSA-N ☒norte
  • InChI = 1 / Na.H / q + 1; -1
    Clave: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYAY
  • InChI = 1S / Na.H / q + 1; -1
    Clave: BZKBCQXYZZXSCO-UHFFFAOYSA-N
  • [H -]. [Na +]
Propiedades
NaH
Masa molar23,998 g / mol [1]
Aparienciasólido blanco o gris
Densidad1,39 g / cm 3 [1]
Punto de fusion638 ° C (1,180 ° F; 911 K) (se descompone) [1]
Reacciona con el agua [1]
Solubilidadinsoluble en amoniaco , benceno , CCl 4 , CS 2
1.470 [2]
Estructura
fcc ( NaCl ), cF8
Fm 3 m, No. 225
a  = 498 pm
4
Octaédrico (Na + )
Octaédrico (H - )
Termoquímica [4] [3]
Capacidad calorífica ( C )
36,4 J / mol K
Entropía molar estándar ( S o 298 )
40.0 J · mol −1 · K −1 [3]
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 )
−56,3 kJ · mol −1
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚)
-33,5 kJ / mol
Peligros [5]
Principales peligrosaltamente corrosivo, pirofórico en el aire, reacciona violentamente con el agua
Ficha de datos de seguridadMSDS externa
Pictogramas GHS
Palabra de señal GHSPeligro
Declaraciones de peligro GHS
H260
NFPA 704 (diamante de fuego)
3
3
2
W
punto de inflamabilidadcombustible
Compuestos relacionados
Otros aniones
Borohidruro de
sodio Hidróxido de sodio
Otros cationes
Hidruro de litio hidruro de
potasio hidruro de
rubidio hidruro de
cesio
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒norte verificar  ( ¿qué es   ?)chequeY☒norte
Referencias de Infobox

Se añadió hidruro sódico es el compuesto químico con la fórmula empírica Na H . Este hidruro de metal alcalino se usa principalmente como una base fuerte pero combustible en síntesis orgánica . El NaH es un hidruro salino (similar a una sal) , compuesto de iones Na + y H - , en contraste con los hidruros moleculares como el borano , el metano , el amoníaco y el agua . Es un material iónico insoluble en solventes orgánicos (aunque soluble en Na fundido), consistente con el hecho de que el H -los iones no existen en solución. Debido a la insolubilidad del NaH, todas las reacciones que involucran al NaH ocurren en la superficie del sólido.

Propiedades y estructura básica

El NaH se produce por reacción directa de hidrógeno y sodio líquido. [7] El NaH puro es incoloro, aunque las muestras generalmente aparecen grises. NaH es ca. 40% más denso que el Na (0,968 g / cm 3 ).

NaH, como LiH , KH , RbH y CsH , adopta la estructura cristalina de NaCl . En este motivo, cada ion Na + está rodeado por seis centros H - en una geometría octaédrica . Los radios iónicos de H - (146 pm en NaH) y F - (133 pm) son comparables, a juzgar por las distancias Na − H y Na − F. [8]

"Hidruro de sodio inverso"

Una situación muy inusual ocurre en un compuesto denominado "hidruro de sodio inverso", que contiene iones H + y Na - . Na - es un álcalido , y este compuesto se diferencia del hidruro de sodio ordinario por tener un contenido de energía mucho más alto debido al desplazamiento neto de dos electrones del hidrógeno al sodio. Un derivado de este "hidruro de sodio inverso" surge en presencia de la base adamanzano . Esta molécula encapsula irreversiblemente el H + y lo protege de la interacción con el álcalido Na - . [9] El trabajo teórico ha sugerido que incluso una amina terciaria protonada sin protección complejada con el álcalido de sodio podría ser metaestable en determinadas condiciones de disolvente, aunque la barrera para la reacción sería pequeña y encontrar un disolvente adecuado podría resultar difícil. [10]

Aplicaciones en síntesis orgánica

Como una base fuerte

NaH es una base de amplio alcance y utilidad en química orgánica. [11] Como superbase , es capaz de desprotonar una variedad de ácidos de Brønsted incluso débiles para dar los correspondientes derivados de sodio. Los sustratos "fáciles" típicos contienen enlaces OH, NH, SH, incluidos alcoholes , fenoles , pirazoles y tioles .

El NaH desprotona notablemente los ácidos de carbono (es decir, enlaces CH) como los 1,3- dicarbonilos como los ésteres malónicos . Los derivados de sodio resultantes pueden alquilarse. El NaH se usa ampliamente para promover reacciones de condensación de compuestos de carbonilo a través de la condensación de Dieckmann , la condensación de Stobbe , la condensación de Darzens y la condensación de Claisen . Otros ácidos de carbono susceptibles a la desprotonación por NaH incluyen sales de sulfonio y DMSO . El NaH se usa para fabricar iluros de azufre , que a su vez se usan para convertir cetonas en epóxidos , como en la reacción de Johnson-Corey-Chaykovsky.

Como agente reductor

El NaH reduce ciertos compuestos del grupo principal, pero la reactividad análoga es muy rara en la química orgánica ( ver más abajo ). [12] En particular, el trifluoruro de boro reacciona para dar diborano y fluoruro de sodio : [7]

6 NaH + 2 BF 3 → B 2 H 6 + 6 NaF

También se reducen los enlaces Si-Si y SS en disilanos y disulfuros .

Una serie de reacciones de reducción, incluida la hidrodecianación de nitrilos terciarios, la reducción de iminas a aminas y amidas a aldehídos, se pueden realizar mediante un reactivo compuesto compuesto de hidruro de sodio y un yoduro de metal alcalino (NaH: MI, M = Li, Na ). [13]

Almacenamiento de hidrógeno

Aunque no se ha propuesto hidruro de sodio comercialmente significativo para el almacenamiento de hidrógeno para uso en vehículos de pila de combustible . En una implementación experimental, los gránulos de plástico que contienen NaH se trituran en presencia de agua para liberar el hidrógeno. Un desafío con esta tecnología es la regeneración de NaH a partir del NaOH. [14]

Consideraciones prácticas

El hidruro de sodio se vende como una mezcla de hidruro de sodio al 60% (p / p) en aceite mineral . Esta dispersión es más segura de manipular y pesar que el NaH puro. El compuesto se usa a menudo en esta forma, pero el sólido gris puro se puede preparar enjuagando el producto comercial con pentano o THF, con cuidado porque el solvente residual contendrá trazas de NaH y puede encenderse en el aire. Las reacciones que involucran NaH requieren técnicas sin aire . Normalmente, el NaH se utiliza como suspensión en THF , un disolvente que resiste el ataque de bases fuertes pero que puede solvatar muchos compuestos de sodio reactivos.

La seguridad

El NaH puede encenderse en el aire , especialmente al entrar en contacto con el agua para liberar hidrógeno , que también es inflamable. La hidrólisis convierte el NaH en hidróxido de sodio (NaOH), una base cáustica . En la práctica, la mayor parte del hidruro de sodio se dispensa como una dispersión en aceite, que puede manipularse con seguridad en el aire. [15] Aunque el hidruro de sodio se usa ampliamente en DMSO, DMF o DMA , ha habido muchos casos de descomposición explosiva en tales mezclas. [dieciséis]

Referencias

  1. ↑ a b c d Haynes, pág. 4.86
  2. ^ Batsanov, Stepan S .; Ruchkin, Evgeny D .; Poroshina, Inga A. (2016). Índices de refracción de sólidos . Saltador. pag. 35. ISBN 978-981-10-0797-2.
  3. ↑ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos 6th Ed . Compañía Houghton Mifflin. pag. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
  4. ^ Haynes, pág. 5.35
  5. ^ Índice no. 001-002-00-4 del anexo VI, parte 3, del Reglamento (CE) no 1272/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2008, sobre clasificación, etiquetado y envasado de sustancias y mezclas, que modifica y deroga las Directivas 67/548 / CEE y 1999/45 / CE, y modifica el Reglamento (CE) no 1907/2006 . DOUE L353 de 31.12.2008, págs. 1-1355, pág. 340.
  6. ^ "New Environment Inc. - NFPA Chemicals" . newenv.com . Archivado desde el original el 27 de agosto de 2016.
  7. ^ a b Holleman, AF; Wiberg, E. "Química inorgánica" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 . 
  8. ^ Wells, AF (1984). Química inorgánica estructural , Oxford: Clarendon Press
  9. ^ Redko, MI; Vlassa, M .; Jackson, JE; Misiolek, AW; Huang, RH; Tinte, JL; et al. (2002). " " Hidruro de sodio inverso ": una sal cristalina que contiene H + y Na - ". Mermelada. Chem. Soc . 124 (21): 5928–5929. doi : 10.1021 / ja025655 + . PMID 12022811 . 
  10. ^ Sawicka, Agnieszka; Skurski, Piotr; Simons, Jack (2003). "Hidruro de sodio inverso: un estudio teórico" (PDF) . Mermelada. Chem. Soc . 125 (13): 3954–3958. doi : 10.1021 / ja021136v . PMID 12656631 . Archivado (PDF) desde el original el 9 de febrero de 2013.  
  11. ^ Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, Nueva York. doi : 10.1002 / 047084289X .
  12. ^ También, Pei Chui; Chan, Guo Hao; Tnay, Ya Lin; Hirao, Hajime; Chiba, Shunsuke (7 de marzo de 2016). Para los primeros ejemplos de NaH que actúa como un donante de hidruro, consulte la ref. [3] en el mismo. "Reducción de hidruro por un compuesto de hidruro-yoduro de sodio" . Angewandte Chemie International Edition . 55 (11): 3719–3723. doi : 10.1002 / anie.201600305 . ISSN 1521-3773 . PMC 4797714 . PMID 26878823 .   
  13. ^ Ong, Derek Yiren; Tejo, Ciputra; Xu, Kai; Hirao, Hajime; Chiba, Shunsuke (1 de enero de 2017). "Hidrodeshalogenación de haloarenos por un compuesto de hidruro de sodio-yoduro". Angewandte Chemie International Edition . 56 (7): 1840–1844. doi : 10.1002 / anie.201611495 . ISSN 1521-3773 . PMID 28071853 .  
  14. ^ DiPietro, J. Philip; Skolnik, Edward G. (octubre de 1999). "Análisis del sistema de almacenamiento de hidrógeno basado en hidruro de sodio desarrollado por PowerBall Technologies, LLC" (PDF) . Departamento de Energía de EE. UU., Oficina de Tecnologías de Energía. Archivado (PDF) desde el original el 13 de diciembre de 2006 . Consultado el 1 de septiembre de 2009 .
  15. ^ "The Dow Chemical Company - Inicio" . www.rohmhaas.com .
  16. ^ Yang, Qiang; Sheng, Min; Henkelis, James J .; Tu, Siyu; Wiensch, Eric; Zhang, Honglu; Zhang, Yiqun; Tucker, Craig; Ejeh, David E. (2019). "Riesgos de explosión de hidruro de sodio en dimetilsulfóxido, N, N-dimetilformamida y N, N-dimetilacetamida" . Investigación y desarrollo de procesos orgánicos . 23 (10): 2210–2217. doi : 10.1021 / acs.oprd.9b00276 .

Fuentes citadas

  • Haynes, William M., ed. (2016). Manual CRC de Química y Física (97ª ed.). Prensa CRC . ISBN 9781498754293.
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