Hydrid sodný
Hydrid sodný je anorganická sloučenina vodíku a sodíku s empirickým vzorcem NaH. Používá se především jako silná zásada v organické syntéze. NaH patří mezi solné (iontové) hydridy, je složen z iontů Na+ a H−; mezi molekulárnější hydridy patří boran, methan, amoniak nebo voda. Hydrid sodný není rozpustný v organických rozpouštědlech (rozpouští se však v roztaveném sodíku), což je konzistentní s tím, že iont H− zatím není v roztoku znám. Vzhledem k této nerozpustnosti probíhají všechny reakce na povrchu tuhé látky.
| Hydrid sodný | |
|---|---|
Model krystalové mřížky hydridu sodného | |
| Obecné | |
| Systematický název | hydrid sodný |
| Anglický název | Sodium hydride |
| Německý název | Natriumhydrid |
| Sumární vzorec | NaH |
| Vzhled | bezbarvá až šedá krystalická látka |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 7646-69-7 |
| EC-no (EINECS/ELINCS/NLP) | 231-587-3 |
| Indexové číslo | 001-003-00-X |
| PubChem | 24758 |
| SMILES | [H-].[Na+] |
| InChI | 1S/Na.H |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 23,997 71 g/mol |
| Teplota tání | 800 °C (rozklad) |
| Teplota rozkladu | 260 °C (od povrchu) |
| Hustota | 0,92 g/cm3 (20 °C) |
| Index lomu | 1,470 |
| Struktura | |
| Krystalová struktura | krychlová |
| Hrana krystalové mřížky | a=487,9 pm |
| Termodynamické vlastnosti | |
| Standardní slučovací entalpie ΔHf° | −57,3 kJ/mol |
| Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° | −38 kJ/mol |
| Bezpečnost | |
 GHS02 Nebezpečí[1] | |
| H-věty | H260 |
| R-věty | R15 |
| S-věty | (S2) S7/8 S24/25 S43 |
| NFPA 704 |  1
3
0
|
| Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). | |
| Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Vlastnosti a struktura
NaH vzniká přímou reakcí vodíku a kapalného sodíku.[2] Čistý hydrid sodný je bezbarvý, běžné vzorky bývají šedé.
Hydrid sodný, podobně jako hydridy ostatních alkalických kovů (LiH, KH, RbH a CsH), má krystalovou strukturu jako chlorid sodný. Každý iont Na+ je obklopen šesti centry H− v osmistěnné geometrii. Iontové poloměry, souzeno podle vzdáleností Na-H a Na-F, iontů H− (146 pm v NaH) a F− (133 pm) jsou srovnatelné.[3]
Použití v organické syntéze
Jako silná zásada
NaH je zásada se širokým spektrem použití v organické chemii.[4] Je schopen deprotonovat velkou škálu (i slabých) Brønstedových kyselin na příslušné sodné deriváty. Typické „snadné“ substráty obsahují vazby O-H, N-H či S-H; sem patří například alkoholy, fenoly, pyrazoly a thioly.
Nejvýznamnějším použitím NaH je deprotonace uhlíkatých kyselin, například 1,3-dikarbonylu a analogů, kupříkladu esterů kyseliny malonové. Výsledné sodné deriváty lze alkylovat. NaH se široce využívá pro kondenzační reakce karbonylových sloučenin pomocí Dieckmannovy, Stobbeovy, Darzensovy a Claisenovy kondenzace. Mezi další uhlíkaté kyseliny náchylné na deprotonaci pomocí NaH patří sulfoniové soli a dimethylsulfoxid. NaH se používá k přípravě ylidů síry, které se zase používají ke konverzi ketonů na epoxidy.
Jako redukční činidlo
NaH redukuje některé sloučeniny hlavní skupiny, ovšem analogická reaktivita v organické chemii není známa. Fluorid boritý s NaH reaguje za vzniku diboranu a fluoridu sodného:[2]
- 6 NaH + 2 BF3 → B2H6 + 6 NaF
Redukuje také vazby Si-Si v disilanech a S-S v disulfidech.
Vysoušedlo
Protože rychle a nezvratně reaguje s vodou, používá se NaH k vysoušení některých organických rozpouštědel. Častější je však použití jiných sloučenin, například hydridu vápenatého.
Ukládání vodíku
Hydrid sodný byl navržen pro použití k ukládání vodíku pro palivové články ve vozidlech. Hydrid by byl uložen v plastických peletách, které by se v přítomnosti vody drtily, čímž by se uvolňoval vodík.[5]
Nakládání s hydridem sodným
Hydrid sodný je prodáván mnoha dodavateli obvykle jako směs 60 % NaH v minerálním oleji. S takovou směsí se bezpečněji zachází a snadněji se váží. Čistý bílý NaH se získá vypláchnutím oleje pentanem nebo tetrahydrofuranem (THF); je třeba opatrnosti, protože oplachová kapalina obsahuje stopy NaH, které se mohou na vzduchu vznítit. Reakce s NaH vyžadují inertní atmosféru, například dusíkovou nebo argonovou. Typicky se používá suspenze NaH v THF, protože jde o látku odolávající deprotonaci, ovšem rozpouštějící většinu organosodných sloučenin.
Bezpečnost
NaH se může na vzduchu vznítit, zvlášť při kontaktu s vodou, kdy se uvolňuje (rovněž hořlavý) vodík. Hydrolýzou vzniká žíravý hydroxid sodný. Proto se také (viz výše) hydrid sodný uchovává v oleji.[6]
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Sodium hydride na anglické Wikipedii.
- Sodium hydride. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press
- Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.
- J. Philip DiPietro; EDWARD G. SKOLNIK. Analysis of the Sodium Hydride-based Hydrogen Storage System being developed by PowerBall Technologies, LLC [online]. US Department of Energy, Office of Power Technologies, October 1999 [cit. 2009-09-01]. Dostupné online. (anglicky)
- MSDS 60% NaH in mineral oil
Literatura
- VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.
