सोडियम बोरोहाइड्राइड (NABH4): संरचना, गुण, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

सोडियम borohydride रासायनिक सूत्र NaBH के साथ एक अकार्बनिक ठोस है ₄ । इसे क्षार बोरोहाइड्राइड्स का प्रतिनिधि माना जा सकता है और इनमें से सबसे आम है। यह एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस होता है।

पानी के संपर्क में होने पर, NaBH ₄ गर्मी पैदा कर सकता है और हाइड्रोजन H ₂ जो दहनशील है, इसलिए इसे सावधानी से संभालना चाहिए। जिस कारण से यह एच ^- हाइड्राइड आयन उत्पन्न कर सकता है, सोडियम बोरोहाइड्राइड एक मामूली कम करने वाला यौगिक है, यही कारण है कि इस उद्देश्य के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

सोडियम बोरोहाइड्राइड, NaBH ₄, ठोस। ओन्दितजे मंगल। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

इसकी कम करने वाली संपत्ति का उपयोग कागज उद्योग में भी किया जाता है, क्योंकि यह कागज के मुख्य घटक सेलुलोज के ऑक्सीकरण के खिलाफ कार्य करके लुगदी और कागज की चमक और स्थिरता विशेषताओं में सुधार करता है।

चूंकि यह पानी की उपस्थिति में आसानी से हाइड्रोजन का निर्माण कर सकता है, इसलिए ईंधन कोशिकाओं में हाइड्रोजन के प्रतिवर्ती स्रोत के रूप में इसका उपयोग करने की संभावना की भी जांच की गई है।

इसके अन्य उपयोग की संपत्ति को कम करने के आधार पर अन्य उपयोग हैं, जैसे कि दवा उद्योग में।

संरचना

सोडियम बोरोहाइड्राइड एक आयनिक यौगिक है। यह बोरोहाइड्राइड आयन द्वारा निर्मित होता है ^- सोडियम केशन ना ⁺ से जुड़ा होता है ।

आयनों ^- टेट्राहेड्रल है।

सोडियम बोरोहाइड्राइड की संरचना। Kemikungen। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

इसकी लुईस संरचना इस प्रकार है:

NaBH ₄ की लुईस इलेक्ट्रॉनिक संरचना । लेखक: मारिलुआ स्टी

शब्दावली

-सोडियम बोरोहाइड्राइड

-सोडियम टेट्राहाइड्रोबोरेट

-सोडियम टेट्राहाइड्रब्रोबोरेट

भौतिक गुण

भौतिक अवस्था

क्रिस्टलीय सफेद ठोस।

आणविक वजन

37.84 ग्राम / मोल

स्वयं जलने का तापमान

º 220 ∼C

अपघटन के तापमान

> 250 ºसी

घनत्व

2074 ³ पर 1,074 ग्राम / सेमी ³

घुलनशीलता

NaBH ₄ पानी में काफी घुलनशील है (55 g / 100mL 25ubleC पर), जहां यह आंशिक रूप से हाइड्रोलाइज्ड है। यह टेट्राहाइड्रोफुरान (THF) में घुलनशील है और डायथाइल ईथर में अघुलनशील है।

रासायनिक गुण

सोडियम बोरोहाइड्राइड पानी में घुल जाता है, जहां यह प्रारंभिक अपघटन या हाइड्रोलिसिस से गुजरता है जो समाधान को मूल बनाता है, जिससे आगे हाइड्रोलिसिस को रोका जा सकता है।

^- + H ₂ O → B (OH) ₃ + H ₂ OH + OH ^-

यह समझाया गया है क्योंकि ^- पानी के एच ⁺ के साथ इंटरैक्ट करता है, जहां एच ⁺ एच ₂ बनाने के लिए हाइड्राइड एनियन एच ^- लेता है । यह कहा जा सकता है कि बिहार ₃ के साथ एच प्रतिस्पर्धा ⁺ हाईड्राइड आयन एच के लिए ^- ।

एक अम्ल माध्यम में, हाइड्रोलिसिस एच ⁺ आयनों की प्रचुरता के कारण पूरा होता है ।

NaBH ₄ शुष्क हवा में स्थिर है। यह अस्थिर नहीं है।

हाइड्राइड आयनों की अपनी सामग्री के कारण, सोडियम बोरोहाइड्राइड एक कम करने वाला यौगिक है। यह कार्बोनिल समूह C = O को C-OH, यानी एल्कोहल को कार्बोनिल यौगिकों को कम करने की अनुमति देता है।

NaBH ₄ अपने आप में C = C डबल बॉन्ड को कम नहीं करता है, न कि कार्बोनिल समूहों के साथ संयुग्मित-सी = CC (= O) -।

हालांकि, प्रोटोनिक एसिड (जैसे एचसीएल) या लेविस एसिड (जैसे बीसीएल ₃ या एएलएक्स ₃) के संपर्क में होने पर डिबोराने बी ₂ एच _{6 बनता है} । और अगर इस प्रतिक्रिया को C = C डबल बॉन्ड के साथ कार्बनिक यौगिकों की उपस्थिति में किया जाता है, तो diborane B ₂ H ₆ इनमें से जलविभाजन करता है।

उपयुक्त उत्प्रेरक और विशिष्ट स्थितियों की उपस्थिति में, सोडियम बोरोहाइड्राइड विभिन्न प्रकार के कार्यात्मक समूहों को कम कर सकता है।

जोखिम

पानी में हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया की गर्मी उस हाइड्रोजन को प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त है जो इसमें बनती है। इसलिए इसे संभालते समय सावधानी बरतना जरूरी है।

NaBH ₄ आसानी से प्रज्वलित होता है और आसानी से जलता है।

प्राप्त

NaBH ₄ की विशिष्ट तैयारी प्रतिक्रिया सोडियम हाइड्राइड NaH और B (OCH ₃) ₃ के साथ लगभग 250 ofC के तापमान पर होती है:

4 NaH + B (OCH ₃) ₃ → NaBH ₄ + 3 NaOCH ₃

अनुप्रयोग

रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कम करने में

एच ^- आयनों के स्रोत के रूप में, NaBH ₄ एक कम करने वाला यौगिक है और इसका उपयोग अन्य रासायनिक यौगिकों को तैयार करने के लिए किया जाता है। इसके लिए, इसका उपयोग एप्रिक पोलर सॉल्वैंट्स में किया जाता है, जो कि एच ⁺ प्रोटॉन, जैसे कि डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड, हेक्सामेथाइलफॉस्फोराइड और डिमेथाइलफॉर्मैमाइड के बिना होता है।

यह कार्बनिक और अकार्बनिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं दोनों में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।

यह प्राथमिक अल्कोहल और केटोन्स से अल्डीहाइड को कम करने की अनुमति देता है माध्यमिक शराब।

यह क्षारीय हलकों को भी कम करता है जैसे कि आयोडोडेकेन से लेकर डिकोडेन, ब्रोमाउंडसेनिक एसिड से लेकर अंडकेनिक एसिड और क्लोरोडोडेकेन से डोडेकेन तक।

यदि यह अकेला कार्य करता है, तो कमी अन्य कार्यात्मक समूहों जैसे कि एस्टर, कार्बोक्जिलिक एसिड, नाइट्राइल और सल्फोन को प्रभावित नहीं करती है।

सी = सी डबल बॉन्ड को कम नहीं करने की इसकी संपत्ति, जो कार्बोनिल समूहों के साथ संयुग्मित भी नहीं है -सी = सीसी (= ओ) -, यह असंतृप्त अल्कोहल -सी = सी-सीएच ₂ -OH तैयार करना संभव बनाता है ।

नाइट्रेट सुगंधित यौगिकों को उनके संबंधित एनिलिन में कम करने के लिए कोबाल्ट या टिन क्लोराइड जैसे उत्प्रेरक की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। हिंसा को कम कर देता है।

उपयुक्त उत्प्रेरक और स्थितियों की उपस्थिति में यह कार्बोक्जिलिक एसिड, एस्टर, एमाइड, नाइट्राइल, इमाइन, एपॉक्सीड और यहां तक ​​कि डबल और ट्रिपल बांड को कम करने की अनुमति देता है।

एच के उत्पादन में

NaBH ₄ को ईंधन सेल में परिवर्तित किया जा सकता है।

KOH या NaOH हाइड्रोलाइज के एक क्षारीय विलयन की उपस्थिति में NaBH ₄ और हाइड्रोजन H _{2 का} उत्पादन करता है जिसका उपयोग बहुलक इलेक्ट्रोलाइट ईंधन सेल में ईंधन के रूप में किया जा सकता है।

यह एच _{2 के} लिए प्रतिवर्ती भंडारण सामग्री के रूप में भी जांच की गई है।

NaBH ₄ नैनोकणों को एक सर्फेक्टेंट के साथ संश्लेषित और स्थिर किया जाता है। NiCl _{2 के} साथ उपचार के बाद, एक सुरक्षात्मक परत या कोटिंग बनाई जाती है जो H ₂ की रिहाई को पूरी तरह से प्रतिवर्ती तरीके से नियंत्रित करती है ।

यह नया नैनोमेट्रिक मटेरियल H ₂ को एक नवीकरणीय तरीके से उत्पादित स्वच्छ ईंधन के उपयोग की अनुमति देगा ।

हाइड्रोजन ईंधन सेल संचालित वाहन। डॉ। अर्तुर ब्रौन (आर्टुरब्राण)। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

लुगदी और कागज उद्योग में

सोडियम बोरोहाइड्राइड का उपयोग लुगदी और कागज के अन्य भौतिक गुणों को सुधारने के लिए किया जाता है।

कागज के सेलुलोसिक मैट्रिक्स का क्षरण जटिल प्रक्रियाओं के माध्यम से होता है जिसमें ऑक्सीकरण शामिल होता है। हाइड्रॉक्सिल समूहों को कार्बोनिल और कार्बोक्सिल में ऑक्सीकरण किया जाता है, इससे कागज का विघटन होता है और इसके भौतिक गुणों में कमी आती है।

NaBH _{4 के} साथ लुगदी या कागज का इलाज करके, यह कार्बोक्जिलिक एसिड समूहों को प्रभावित किए बिना एल्डीहाइड्स और कीटोन्स को कम करता है, प्रारंभिक मूल्यों की तुलना में अधिक से स्थिरता और चमक में सुधार करता है।

NaBH ₄ पेपर की चमक में सुधार करता है। लेखक: रॉस्पिक्सल स्रोत: पिक्साबे

विभिन्न उपयोगों में

सोडियम बोरोहाइड्राइड का उपयोग अपशिष्ट जल के उपचार के लिए किया जाता है, खाद्य और पेय उद्योग में एक स्वाद बढ़ाने वाले एजेंट के रूप में, एक कोटिंग एजेंट के रूप में और सतह के उपचार के लिए, तंबाकू उत्पादन में, दवा, कपड़ा और औद्योगिक उद्योगों में। चमड़ा।

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