Propriétés de l'hydrure de sodium (NaH), réactivité, dangers et utilisations

Le hydrure de sodium est un composé inorganique de formule NaH. Il a un lien ionique entre le sodium et l'hydrure. Sa structure est illustrée à la figure 1. Elle est représentative des hydrures salins, ce qui signifie qu’il s’agit d’un hydrure similaire au sel, composé d’ions Na + et H-, contrairement aux hydrures moléculaires tels que le borane, le méthane et l’ammoniac. et de l'eau.

La structure cristalline a un nombre de coordination 6, où chaque molécule de sodium est entourée de 8 ions hydrure ayant une forme octaédrique et est illustrée sur la figure 2 (Mark Winter [Université de Sheffield et WebElements Ltd, 1993-2016].

Le composé est préparé par la réaction directe entre le sodium et l'hydrogène gazeux (formule, hydrure de sodium, hydrure de sodium, propriétés, structure et formule, 2005-2017) comme suit:

H2 + 2Na → 2NaH

L'hydrure de sodium est commercialisé sous la forme d'une dispersion à 60% en poids / poids (pourcentage en poids) dans une huile minérale pour une manipulation sans danger (SODIUM HYDRIDE, s.f.).

Index

• 1 Propriétés physiques et chimiques de l'hydrure de sodium
• 2 Réactivité et dangers
• 3 utilisations
• 4 références

Propriétés physiques et chimiques de l'hydrure de sodium

L'hydrure de sodium est un solide blanc lorsqu'il est pur, bien qu'il soit généralement obtenu en gris ou en argent. Son apparence est illustrée à la figure 3.

Le NaH a un poids moléculaire de 23,99771 g / mol, une densité de 1,396 g / ml et un point de fusion de 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). Il est insoluble dans l'ammoniac, le benzène, le tétrachlorure de carbone et le disulfure de carbone (Centre national d'information sur la biotechnologie, s.f.).

Le composé est extrêmement instable. Le NaH pur peut facilement s'enflammer dans l'air. Lorsqu'il entre en contact avec l'eau présente dans l'air, il libère de l'hydrogène hautement inflammable.

Lorsqu'il est ouvert à l'air et à l'humidité, le NaH est également facilement hydrolysé dans la base fortement corrosive de l'hydroxyde de sodium (NaOH) en fonction de la réaction:

NaH + H2O → NaOH + H2

Dans cette réaction, on peut observer que l'hydrure de sodium se comporte comme une base. Cela est dû à l'électronégativité.

L'électronégativité du sodium (.01.0) est nettement inférieure à celle de l'hydrogène (.12.1), ce qui signifie que l'hydrogène extrait la densité électronique vers lui-même, s'éloignant du sodium pour générer un cation sodium et un anion d'hydrure.

Pour qu'un composé soit un acide de Brønsted, vous devez séparer la densité électronique de l'hydrogène, c'est-à-dire le connecter à un atome électronégatif tel que l'oxygène, le fluor, l'azote, etc. Alors seulement, peut-il être formellement décrit comme H + et peut-il être dissocié en tant que tel.

Un hydrure est beaucoup mieux décrit comme H- et a une paire d'électrons libre. En tant que tel, c'est une base de Brønsted, pas un acide. En fait, si vous étendez la définition de l’acide / base de Brønsted à la manière de Lewis, vous en arriverez à la conclusion que le sodium (Na +) est l’espèce acide.

Le produit de réaction acide / base Brønsted de la base H et de l'acide H + devient H2. Étant donné que l'hydrogène acide est extrait directement de l'eau, l'hydrogène peut bouillonner, déplaçant l'équilibre même si la réaction n'est pas favorisée thermodynamiquement.

Il peut y avoir des ions OH- qui peuvent être écrits avec le reste du cation Na + pour donner de l'hydroxyde de sodium (Pourquoi est-ce que l'hydrure de sodium solide et non acide réagit avec l'eau?, 2016).

Réactivité et dangers

Le composé est un puissant agent réducteur. Attaque SiO2 dans le verre. Il s'enflamme au contact de F2, Cl2, Br2 et I2 gazeux (ce dernier à des températures supérieures à 100 ° C), notamment en présence d’humidité, pour former HF, HCl, HBr et HI.

Réagit avec le soufre pour donner Na2S et H2S. Il peut réagir de manière explosive avec le diméthylsulfoxyde. Réagit vigoureusement avec l'acétylène, même à -60 ° C. Il est spontanément inflammable dans le fluor.

Il initie une réaction de polymérisation dans le 2,2,3-trifluoropropionate d'éthyle, de telle sorte que l'ester se décompose violemment. La présence dans la réaction du succinate de diéthyle et du trifluoroacétate d'éthyle a provoqué des explosions (SODIUM HYDRIDE, 2016).

L'hydrure de sodium est considéré comme corrosif pour la peau ou les yeux, en raison du potentiel de sous-produits caustiques des réactions avec l'eau.

En cas de contact avec les yeux, ils doivent être rincés à grande eau sous les paupières pendant au moins 15 minutes et consulter immédiatement un médecin.

En cas de contact avec la peau, brossez immédiatement et rincez la zone affectée avec de l'eau. Consulter un médecin si l'irritation persiste.

Il est nocif par ingestion en raison d'une réaction à l'eau. Ne pas faire vomir. Vous devriez consulter un médecin immédiatement et transférer la victime dans un centre médical.

La dispersion de l'hydrure de sodium dans l'huile n'est pas une poussière. Cependant, le matériau qui réagit peut émettre un fin brouillard caustique. En cas d'inhalation, rincer la bouche avec de l'eau et transférer la victime dans un endroit où il y a de l'air frais. Une attention médicale doit être recherchée (Rhom et Hass Inc., 2007).

Utilise

L'hydrure de sodium est principalement utilisé pour effectuer des réactions de condensation et d'alkylation qui se développent par la formation d'un carbanion (catalysé par la base).

L'hydrure de sodium dans l'huile ressemble aux alcoolates métalliques de sodium et de sodium, dans sa capacité à fonctionner comme agent de déprotonation dans l'ester acétoacétique, Claisen, Stobbe, Dieckmann et d'autres réactions apparentées. Il présente des avantages notables par rapport aux autres agents de condensation en ce sens que:

1. C'est une base plus forte, ce qui entraîne une déprotonation plus directe.
2. Vous n'avez pas besoin d'excès.
3. Le H2 produit donne une mesure de l'étendue de la réaction.
4. Les réactions secondaires telles que les réductions sont éliminées.

Les alkylations des amines aromatiques et hétérocycliques telles que la 2-aminopyridine et la phénothiazine sont facilement obtenues avec un rendement élevé en utilisant des mélanges toluène-méthylformamide. La concentration de diméthylformamide est une variable utilisée pour contrôler la vitesse de réaction (HINCKLEY, 1957).

L'utilisation d'hydrure de sodium pour le stockage de l'hydrogène destiné à être utilisé dans des véhicules à pile à combustible a été proposée, l'hydrure étant enfermé dans des granulés de matière plastique qui sont broyés en présence d'eau pour libérer l'hydrogène.

Références

1. HINCKLEY, M. D. (1957). Fabrication, manipulation et utilisation de l'hydrure de sodium. Advances in Chemistry, Vol 19, 106-117.
2. Mark Winter [Université de Sheffield et WebElements Ltd, U. (1993-2016). Sodium: hydrure de sodium. Récupéré de WebElements: webelements.com.
3. Centre national d'information sur la biotechnologie. (s.f.) PubChem Compound Database; CID = 24758. Récupéré de PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Rhom et Hass inc. (2007, décembre). Dispersion d'hydrure de sodium à 60% dans l'huile. Récupéré de dow.com.
5. Société royale de chimie. (2015). Hydrure de sodium. Récupéré de ChemSpider: chemspider.com.
6. HYDRURE DE SODIUM. (2016). Récupéré de produits chimiques: cameochemicals.noaa.gov.
7. Formule hydrure de sodium - Utilisations, propriétés, structure et formule de l'hydrure de sodium. (2005-2017). Récupéré depuis Softschools.com: softschools.com.
8. HYDRURE DE SODIUM. (s.f.) Récupérée de chemicalland21: chemicalland21.com.
9. Pourquoi l'hydrure de sodium solide et non acide réagit-il avec l'eau? (2016, 20 avril). Récupéré de stackexchange: chemistry.stackexchange.com.