هيدريد الصوديوم والألومنيوم
هيدريد الصوديوم والألومنيوم، أو ألانات الصوديوم ، مركب غير عضوي صيغته الكيميائية NaAlH₄ . وهو مادة صلبة بيضاء تذوب في رباعي هيدروفيوران (THF) ، ولكنها لا تذوب في ثنائي إيثيل الإيثر أو الهيدروكربونات. وقد تم تقييمه كعامل لتخزين الهيدروجين بشكل عكسي، ويُستخدم ككاشف في التخليق الكيميائي للمركبات العضوية . ومثل هيدريد الليثيوم والألومنيوم ، فهو ملح يتكون من كاتيونات صوديوم منفصلة وأنيونات رباعية السطوح AlH₄ . [ 1 ]
التركيب والتحضير والتفاعلات
يتخذ رباعي هيدرو ألومينات الصوديوم بنية مماثلة لبنية تنجستات الكالسيوم . وبذلك، ترتبط مراكز AlH₄ رباعية السطوح بكاتيونات Na⁺ ثمانية التناسق. [ 1 ] يُحضّر المركب من العناصر تحت ضغوط عالية من الهيدروجين عند 200 درجة مئوية باستخدام محفز ثلاثي إيثيل ألومنيوم . [ 2 ]
- Na + Al + 2 H 2 → NaAlH 4
عند تعليقه في ثنائي إيثيل الإيثر، يتفاعل مع كلوريد الليثيوم ليعطي الكاشف الشائع هيدريد الليثيوم والألومنيوم :
- LiCl + NaAlH 4 → LiAlH 4 + NaCl
يتفاعل المركب بسرعة، بل وبعنف، مع الكواشف البروتونية ، مثل الماء، كما هو موضح في هذه المعادلة المثالية:
- 4 H 2 O + NaAlH 4 → "NaAl(OH) 4 " + 4 H 2
التطبيقات
تخزين الهيدروجين
تم استكشاف استخدام ألانينات الصوديوم [ 3 ] لتخزين الهيدروجين في خزانات الهيدروجين . [ 4 ] التفاعلات ذات الصلة هي:
- 3 NaAlH 4 → نا 3 AlH 6 + 2 آل + 3 ح 2
- نا 3 آله 6 → 3 ناه + آل + 3/2 ح 2
يمكن أن يُطلق رباعي هيدرو ألومينات الصوديوم ما يصل إلى 7.4 % من وزنه من الهيدروجين عند تسخينه إلى 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت) . قد يكون الامتصاص بطيئًا، حيث يتطلب الأمر عدة دقائق لملء الخزان. ويُحفز التيتانيوم كلاً من الإطلاق والامتصاص . [ 5 ]
كاشف في الكيمياء العضوية
يُعدّ هيدريد الصوديوم والألومنيوم عاملًا مُختزلًا قويًا ، ويُشابه في تفاعليته هيدريد الليثيوم والألومنيوم (LAH)، وإلى حدٍّ ما، هيدريد ثنائي إيزوبوتيل الألومنيوم (DIBAL) في التفاعلات العضوية. [ 6 ] وهو عامل مُختزل أقوى بكثير من بوروهيدريد الصوديوم نظرًا لضعف رابطة Al-H وازدياد قطبيتها مقارنةً برابطة BH. ومثل LAH، يُختزل هيدريد الصوديوم والألومنيوم الإسترات إلى كحولات .
أمان
يُعدّ هيدريد الصوديوم والألومنيوم مادة شديدة الاشتعال. لا يتفاعل في الهواء الجاف عند درجة حرارة الغرفة، ولكنه شديد الحساسية للرطوبة. يشتعل أو ينفجر عند ملامسته للماء.
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 ج. و. لاوهر، د. دوهرتي، ب. ج. هيرلي "رباعي هيدرو ألومينات الصوديوم" أكتا كريستالوغرافيكا 1979، المجلد B35، الصفحات 1454-1456. doi : 10.1107/S0567740879006701
- ↑ بيتر ريتماير، أولريش فيتلمان "الهيدريدات" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، 2002، Wiley-VCH، Weinheim. دوى : 10.1002/14356007.a13_199
- ↑ دراسة حسابية لألانات الصوديوم النقية والمطعمة بالتيتانيوم لـ ...
- ↑ زالوسكا، أ.؛ زالوسكي، ل.؛ ستروم-أولسن، ج. أو. (2000). "ألانات الصوديوم لتخزين الهيدروجين القابل للعكس". مجلة السبائك والمركبات . 298 ( 1-2 ): 125-134 . doi : 10.1016/S0925-8388(99)00666-0 .
- ↑ "باحثون يحلون لغزًا عمره عقد من الزمان حول مادة تخزين الهيدروجين" . Phys.Org. 2008-02-27.
- ↑ ميليندا غوغلتشوك، "هيدريد الصوديوم والألومنيوم"، موسوعة الكواشف للتخليق العضوي، 2001، جون وايلي. doi : 10.1002/047084289X.rs039
- مركبات الصوديوم
- مجمعات الألومنيوم
- تخزين الهيدروجين
- هيدريدات المعادن
- عوامل الاختزال
