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. 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
  2. بيتر ريتماير، أولريش فيتلمان "الهيدريدات" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، 2002، Wiley-VCH، Weinheim. دوى : 10.1002/14356007.a13_199
  3. دراسة حسابية لألانات الصوديوم النقية والمطعمة بالتيتانيوم لـ ...
  4. 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 .
  5. "باحثون يحلون لغزًا عمره عقد من الزمان حول مادة تخزين الهيدروجين" . Phys.Org. 2008-02-27.
  6. ميليندا غوغلتشوك، "هيدريد الصوديوم والألومنيوم"، موسوعة الكواشف للتخليق العضوي، 2001، جون وايلي. doi : 10.1002/047084289X.rs039