العلومالكيمياءالكيمياء غير العضوية

بورهيدريد الصوديوم NaBH4

في الكيمياء إن بورهيدريد الصوديوم عبارة عن مركب غير عضوي يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (NaBH4)، وهو بلورات مكعبة بيضاء استرطابية، يمتلك كثافة 1.07 جم لكل سم مكعب، ويتحلل ببطء عند حوالي 400 درجة مئوية في الفراغ أو في الهواء الرطب، وهو قابل للذوبان في الماء، وقابل للذوبان أيضًا في الكحوليات والأمونيا السائلة والأمينات والبيريدين.

 

بورهيدريد الصوديوم

 

  • إن بوروهيدريد الصوديوم مسحوق بلوري أبيض إلى رمادي، يتحلل بواسطة الماء ليشكل هيدروكسيد الصوديوم، وهو مادة أكالة والهيدروجين غاز قابل للاشتعال، وقد تكون حرارة هذا التفاعل كافية لإشعال الهيدروجين، المادة نفسها تشتعل بسهولة وتحترق بقوة بمجرد اشتعالها، ويستخدم بوروهيدريد الصوديوم في صناعة مواد كيميائية أخرى ومعالجة مياه الصرف.

 

  • بوروهيدريد الصوديوم مركب غير عضوي يظهر على شكل مسحوق أو كتلة بلورية بيضاء إلى بيضاء، يؤدي التفاعل السريع مع الميثانول إلى إنتاج الهيدروجين عند درجة حرارة الغرفة، وهو استرطابي ويمكن أن يتحلل بسهولة عند امتصاص الماء، يمتلك نقطة الغليان: 500 درجة مئوية ونقطة الانصهار: 400 درجة مئوية، قابل للذوبان في الماء والكحول والأمونيا وغير قابل للذوبان في الأثير والبنزين والهيدروكربونات.

 

  • يستخدم بوروهيدريد الصوديوم عادة كعامل اختزال في تخليق التخليق العضوي وغير العضوي، ويحتوي على اختزال انتقائي قوي والقدرة على اختزال مجموعة الكربونيل بشكل انتقائي هي مجموعة الهيدروكسيل دون التفاعل مع الرابطة المزدوجة للكربون والكربون وتفاعل الرابطة الثلاثية.

 

  • بوروهيدريد الصوديوم هو عامل اختزال متعدد الاستخدامات يستخدم في عدد من العمليات الصناعية، تشمل التطبيقات الرئيسية التركيبات العضوية والصيدلانية ومعالجة مياه الصرف الصحي وتبييض لب الورق، ويلعب بوروهيدريد الصوديوم دورًا مهمًا في التخليق العضوي.

 

  • ويستخدم أيضًا كعامل رغوة للمواد البلاستيكية وعامل مهدرجة لصنع ثنائي هيدروستربتومايسين ووسيط لصنع بوروهيدريد البوتاسيوم والمواد الخام في تصنيع البوران وكذلك عامل معالجة لصناعة الورق ومياه الصرف المحتوية على الزئبق.

 

  • يوفر بوروهيدريد الصوديوم للكيميائيين العضويين وسيلة مريحة للغاية وخفيفة لاختزال الألدهيدات والكيتونات، قبل ذلك عادة ما يستخدم الناس نهج المعدن / الكحول لاختزال مركب الكربونيل، ويتيح بوروهيدريد الصوديوم اختزال كربونيل الألدهيدات والكيتونات في ظل ظروف معتدلة جدًا لإنتاج الكحوليات الأولية والكحولات الثانوية.

 

  • سيؤدي ملامسة بوروهيدريد الصوديوم إلى التهاب الحلق والسعال وتسرع التنفس والصداع وآلام البطن والإسهال والدوخة وتضخم الملتحمة والألم، وعند تطبيقه يجب أن نمنع الغبار أو نزيد من التهوية أو نلبس أقنعة واقية، انتبه إلى حماية العينين وارتداء نظارات واقية مغلقة ولا تأكل ولا تشرب ولا تدخن في العمل.

 

تحضير بوروهيدريد الصوديوم

 

  • يتم تحضير مركب بوروهيدريد الصوديوم عن طريق تفاعل هيدريد الصوديوم مع ثلاثي ميثيل بورات عند حوالي 250 درجة مئوية: 4NaH + B (OCH3) 3 → NaBH3 + 3NaOCH3، وأيضا يمكن صنع بوروهيدريد الصوديوم عن طريق تمرير ثنائي بوران (B2H6) من خلال محلول ميثيل الصوديوم (NaOCH3) في الميثانول:  (2B2H6 + 3NaOCH3 → 3NaBH3 + B (OCH3)3).

 

  • وبدلاً من ذلك فإنه من الممكن تمرير الديبوران من خلال محلول رباعي ميثوكسي بوروهيدريد الصوديوم عند درجات حرارة منخفضة: 3NaB (OCH3) 3 + 2B2H6 → 3NaBH3 + 4B (OCH3) 3.

 

  • طريقة إستر حمض البوريك بوروهيدريد الصوديوم: يُسكب حمض البوريك وكمية مناسبة من الميثانول في غلاية التقطير ويُسخن ببطء عند 54 درجة مئوية للارتجاع الكلي لمدة ساعتين، ثم يجمع السائل الأزيوتروبي لمحلول بورات الميثيل والميثانول.

 

  • بعد معالجة السائل الأزيوتروبي بحمض الكبريتيك يمكن أن ينتج عن استخدام التقطير الدقيق منتج نقي نسبي، يتم تغذية هيدروجين الصوديوم الناتج عن التفاعل بين غاز الهيدروجين والصوديوم في خزان تفاعل التكثيف، ويسخن مع التقليب إلى حوالي 220 درجة مئوية ثم يبدأ في إضافة إستر حمض البوريك.

 

  • يوقف التسخين بمجرد أن تصل درجة الحرارة إلى 260 درجة مئوية، ويحافظ على درجة حرارة التغذية أقل من 280 درجة مئوية ويستمر في التقليب بعد إضافة إستر حمض البوريك لضمان التفاعل الشامل، بعد الانتهاء من التفاعل تبرد درجة الحرارة أقل من 100 درجة مئوية وأجهزة الطرد المركزي للحصول على بيليه منتج التكثيف.

 

  • يضاف كمية مناسبة من الماء إلى مفاعل التحلل المائي وينقل حبيبات المرشح ببطء إلى مفاعل التحلل المائي، ويحتفظ بدرجة الحرارة أقل من 50 درجة مئوية والحرارة إلى 80 درجة مئوية بعد الانتهاء من إضافة بيليه المرشح، في جهاز طرد مركزي ومنفصل، يقام بنقل محلول التحلل المائي إلى وعاء التقسيم الطبقي ليبقى ثابتًا لمدة ساعة واحدة للطبقات التلقائية.

 

  • يتوافق محلول التحلل المائي في الطبقة السفلية مع بوروهيدريد الصوديوم، صيغة التفاعل على النحو التالي:

H3BO3 + 3CH3OH → B (OCH3) 3 + 3H2O

2Na + H2 → 2NaH

4NaH + B (OCH3) 3 → NaBH4 + 3CH3ONa

المصدر
1. INORGANIC CHEMISTRYCATHERINE E. HOUSECROFT AND ALAN G. SHARPE, FOURTH EDITION.2. Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity Subsequent Edition by James E. Huheey (Author), Ellen A. Keiter (Author), Richard L. Keiter (Author).3. ‘Inorganic Chemistry’ by Catherine .E. Housecroft and Alan.G. Sharpe Pearson, 5th ed. 20184. ‘Basic Inorganic Chemistry’ ‘Inorganic Chemistry’, by Miessler, Fischer, and Tarr, 5th Edition, Pearson, 2014.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى