سدیم بورهیدرید کیمیا نوین | sodium tetrahydroborate kimia novin

سدیم بورهیدرید چیست؟

سدیم بورهیدرید کیمیا نوین، یک ترکیب شیمیایی معدنی مهم با فرمول شیمیایی NaBH4 است که در شیمی آلی و صنعتی به عنوان یک عامل کاهنده قوی به کار می‌رود.

این ماده شیمیایی به شکل پودر و جامد سفید رنگ و بی بو می باشد که در شرایط معمول نسبتاً پایدار است و به عنوان عامل کاهنده در کاربردهای شیمیایی در دو مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی استفاده می‌شود.

این ماده در سال ۱۹۴۰ توسط هربرت براون کشف شد و به خاطر خواص منحصر به فرد خود در کاهش ترکیبات کربونیلی نقش پررنگی در صنایع شیمیایی، دارویی و حتی تصفیه فاضلاب دارد.

پیش از سدیم بورهیدرید، یکی از قوی ‌ترین عوامل کاهنده مورد استفاده لیتیوم آلومینیوم هیدرید (LiAlH₄) بود که بسیار واکنش ‌پذیر، خطرناک و غیرقابل استفاده در محیط‌های آبی یا رطوبت ‌دار بود.

سدیم بورهیدرید با پایداری نسبی بیشتر و کارایی بالا، امکان کاهش ملایم‌ تر و کنترل‌شده‌ تر ترکیبات آلی را فراهم کرد.

ساختار و ویژگی های سدیم بورهیدرید

سدیم بورهیدرید ترکیبی یونی است که از کاتیون سدیم (Na⁺) و آنیون بورهیدرید (BH₄⁻)متشکل است .

ساختار BH₄⁻ دارای شکل چهاروجهی است که در آن یک اتم بور توسط چهار اتم هیدروژن احاطه شده است.

سدیم بوروهیدرید را می توان در مقیاس صنعتی با ترکیب تری متیل بورات و هیدرید سدیم در محدوده دمایی 250 الی 270 درجه سانتی گراد تهیه کرد.

این ترکیب در آب به آرامی و در الکل‌ها و برخی حلال‌های آلی بهتر قابل حل است ، اگرچه فرایند هیدرولیز آن به آرامی قابل انجام است . برای مثال تجزیه ­ی کامل محلول متانول نزدیک به 90 دقیقه در دمای بیست درجه­ ی سانتیگراد طول می­کشد.

این ترکیب در محلول­های آبی خنثی و یا اسیدی قابلیت تجزیه دارد، اما در pH=14 پایدار است.

پایدارترین فرم آن در دما و فشار اتاق فرم آلفای آن است. فرم آلفای این ترکیب مکعبی است.

کاربردهای سدیم بورهیدرید کیمیا نوین

1) شیمی آلی

مهم‌ترین کاربرد سدیم بورهیدرید در شیمی آلی است. کاربرد اصلی آن تولید سدیم دی تیونید از دی اکسید سولفور است. همچنین این ماده برای کاهش واکنش پذیری گروه‌های کربونیلی به الکل قابل استفاده است  زیرا انتخاب‌پذیری بیشتری دارد و با اسیدها، آمیدها و استرها کمتر واکنش نشان می‌دهد.

2) صنایع دارویی

در سنتز بسیاری از داروها، سدیم بورهیدرید به عنوان عامل کاهنده برای تولید داروهای پیچیده به کار می‌رود. به عنوان مثال، در ساخت داروهای ضد سرطان، ضد التهاب، و آنتی‌ بیوتیک‌ها  قابل استفاده است .

3)تولید سوخت هیدروژنی

سدیم بورهیدرید به عنوان یک منبع تولید هیدروژن است. از واکنش آن با آب می‌توان هیدروژن به دست آورد و از آن در پیل‌های سوختی استفاده کرد. این موضوع در خودروهای هیدروژنی و منابع انرژی قابل ‌حمل کاربرد دارد .

4) تصفیه آب و پساب

یکی از کاربردهای سدیم بورهیدرید، تصفیه فاضلاب صنعتی است. از این ماده برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب و کاهش ترکیبات خطرناک مانند کرومات‌ها و پرمنگنات‌ها استفاده می شود.

5) صنایع نساجی و کاغذ

از سدیم بورهیدرید در برخی فرایندهای سفیدکنندگی و تثبیت رنگ ( برای مثال در تولید خمیر چوب ) و همچنین به عنوان احیاکننده ( در تهیه نانو ذرات طلا ) استفاده می‌شود.

6) کاهش اکسیدهای فلزی و سنتز نانومواد

در تحقیقات علمی، سدیم بورهیدرید برای احیای اکسیدهای فلزی به فلزات خالص به کار می ‌رود که در تولید نانوذرات فلزی، کاتالیزورها و الکترودها کاربرد دارد.

مشخصات فنی سدیم بورهیدرید کیمیا نوین

نام گذاری آیوپاک : sodium tetrahydroborate

فرمول مولکولی : NaBH4

جرم مولکولی : 83/37 گرم بر مول

چگالی : 0740/1 گرم بر سانتی متر مکعب

نمای ظاهری : جامد سفید رنگ

دمای ذوب : 400 درجه ساتیگراد

دمای جوش : 500 درجه سانتیگراد

انحلال پذیری با آب : با آب واکنش می دهد.

شماره ثبت سی ای اس : 2-66-16940

مزایا و معایب

مزایا:

• انتخاب‌ پذیری بالا در کاهش ترکیبات خاص
• کاربرد آسان‌ تر نسبت به عوامل کاهنده دیگر
• پایداری نسبی در برابر هوا و رطوبت نسبت به  LiAlH₄))

معایب:

• توان کاهندگی محدود در مقایسه با LiAlH₄
• گران ‌قیمت‌تر بودن نسبت به برخی مواد مشابه دیگر
• خطرناک بودن در تماس با رطوبت و تولید گاز هیدروژن

ایمنی و نگهداری

سدیم بورهیدرید ماده‌ای واکنش ‌پذیر و خطرناک محسوب می‌شود. به دلیل واکنش آن با آب و تولید گاز هیدروژن، باید در شرایط خشک و دور از رطوبت نگهداری شود. تماس با پوست یا استنشاق گرد آن می‌تواند تحریک ‌زا باشد.

نکات ایمنی:

• در محیط خشک و خنک نگهداری شود.
• از تماس آن با آب، اسیدها و اکسیدکننده‌ها پرهیز کنید.
• گرمای واکنش هیدرولیز در آب برای اشتعال هیدروژن تشکیل شده در آن کافی است، بنابراین هنگام کار با آن، حتما از دستکش، عینک و ماسک استفاده کنید.
• در صورت تماس با پوست، ناحیه آلوده باید سریع با آب فراوان شسته شود.

جمع‌بندی

سدیم بورهیدرید یک ماده‌ی شیمیایی کلیدی با خواص کاهندگی قابل توجه و کاربردهای گسترده در صنعت و آزمایشگاه‌ های شیمی آلی است. این ترکیب با دارا بودن قابلیت انتخاب‌ پذیری در واکنش‌ها، پایداری نسبی و سهولت استفاده، نقش مهمی در سنتزهای شیمیایی، تولید دارو، تصفیه آب و فناوری ‌های نوین انرژی دارد. با وجود نیاز به رعایت نکات ایمنی به دلیل واکنش‌ پذیری با آب، سدیم بورهیدرید به عنوان یکی از عوامل کاهنده اصلی در شیمی مدرن به شمار می‌رود.

برای مشاهده دیگر تجهیزات آزمایشگاهی به سایت مال کالا مراجعه نمایید.