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Hidruro de sodio y aluminio

El hidruro de aluminio y sodio o alumanuuro de sodio es un compuesto inorgánico con la fórmula química NaAlH 4 . Es un sólido pirofórico de color blanco que se disuelve en tetrahidrofurano (THF) , pero no en éter dietílico ni en hidrocarburos. Ha sido evaluado como agente para el almacenamiento reversible de hidrógeno y se utiliza como reactivo para la síntesis química de compuestos orgánicos . Similar al hidruro de litio y aluminio , es una sal que consta de cationes de sodio separados y AlH tetraédrico.
4
aniones . [1]

Estructura, preparación y reacciones.

El tetrahidroaluminato de sodio adopta la estructura de (es isoestructural con) el tungstato de calcio . Como tal, el tetraédrico AlH
4
Los centros están vinculados con cationes Na+ de ocho coordenadas. [1] El compuesto se prepara a partir de los elementos bajo altas presiones de H 2 a 200 °C usando un catalizador de trietilaluminio : [2]

Na + Al + 2 H 2 → NaAlH 4

Como suspensión en éter dietílico, reacciona con cloruro de litio para dar el popular reactivo hidruro de litio y aluminio :

LiCl + NaAlH 4 → LiAlH 4 + NaCl

El compuesto reacciona rápidamente, incluso violentamente, con reactivos próticos , como el agua, como se describe en esta ecuación idealizada:

4 H 2 O + NaAlH 4 → "NaAl(OH) 4 " + 4 H 2

Aplicaciones

Almacenamiento de hidrógeno

Se ha explorado el alanato de sodio [3] para el almacenamiento de hidrógeno en tanques de hidrógeno . [4] Las reacciones relevantes son:

3 NaAlH 4 → Na 3 AlH 6 + 2 Al + 3 H 2
Na 3 AlH 6 → 3 NaH + Al + 3/2 H 2

El tetrahidroaluminato de sodio puede liberar hasta un 7,4 % en peso de hidrógeno cuando se calienta a 200 °C (392 °F). La absorción puede ser lenta y se necesitan varios minutos para llenar un tanque. Tanto la liberación como la absorción son catalizadas por el titanio . [5]

Reactivo en química orgánica.

El hidruro de sodio y aluminio es un fuerte agente reductor , muy similar en reactividad al hidruro de litio y aluminio (LAH) y, hasta cierto punto, al hidruro de diisobutilaluminio (DIBAL) en reacciones orgánicas. [6] Es un agente reductor mucho más potente que el borohidruro de sodio debido al enlace Al-H más débil y polar en comparación con el enlace BH. Al igual que LAH, reduce los ésteres a alcoholes .

Seguridad

El hidruro de sodio y aluminio es altamente inflamable. No reacciona en el aire seco a temperatura ambiente pero es muy sensible a la humedad. Se enciende o explota al contacto con el agua.

Ver también

Referencias

  1. ^ ab JW Lauher, D. Dougherty PJ Herley "Tetrahidroaluminato de sodio" Acta Crystallogr. 1979, volumen B35, págs.1454-1456. doi :10.1107/S0567740879006701
  2. ^ Peter Rittmeyer, Ulrich Wietelmann "Hidruros" en la Enciclopedia de química industrial de Ullmann, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi :10.1002/14356007.a13_199
  3. ^ Estudio computacional de alanatos de sodio prístinos y dopados con titanio para...
  4. ^ Zaluska, A.; Zaluski, L.; Ström-Olsen, JO (2000). "Alanatos de sodio para almacenamiento reversible de hidrógeno". Revista de Aleaciones y Compuestos . 298 (1–2): 125–134. doi :10.1016/S0925-8388(99)00666-0.
  5. ^ "Los investigadores resuelven el misterio del material de almacenamiento de hidrógeno que data de hace una década". Phys.Org. 2008-02-27.
  6. ^ Melinda Gugelchuk Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica "hidruro de sodio y aluminio", 2001, John Wiley. doi :10.1002/047084289X.rs039