נתרן בורוהידריד (NaBH4)הוא חומר מפחית חשוב בכימיה אורגנית, בשימוש נרחב בתהליכים תעשייתיים שונים ובניסויי מעבדה. בתגובה זו, נדון בסינתזה, בתכונות וביישומים של נתרן בורוהידריד.
סִינתֶזָה:
נתרן בורוהידריד מסונתז בדרך כלל על ידי תגובה של נתרן הידריד (NaH) עם בורון טריאוקסיד (B2O3) או חומצת בור (H3בו3) בתנאים מימיים:
4NaH פלוס B2O3→ 2NaBH4פלוס 3H2O
לחלופין, ניתן להכין אותו גם על ידי תגובה של בורון עם נתרן בוראט (Na2B4O7) באמלגם נתרן ואחריו הטיפול בנתרן הידרוקסיד (NaOH) ובגז מימן:
B פלוס Na2B4O7פלוס 7Na פלוס 14H2O → 2NaBH4בתוספת 7NaOH בתוספת 4H2
נכסים:
נתרן בורוהיריד הוא אבקה גבישית לבנה המסיסה במים ובאלכוהול. זהו חומר מפחית חזק שיכול להפחית מגוון קבוצות פונקציונליות כגון קטונים, אלדהידים וחומצות לאלכוהול המקביל להם. הוא משמש גם בהפחתת יוני מתכת, כגון כסף, זהב ופלטינה.
יישומים:
לנתרן בורוהיריד מגוון רחב של יישומים בכימיה אורגנית, אלקטרוכימיה ומדעי החומרים.
כימיה אורגנית:
בסינתזה אורגנית, נתרן בורוהיריד משמש להפחתת קבוצות פונקציונליות שונות, כגון קבוצות קרבוניל, קבוצות ניטרו והלידים. הוא משמש בדרך כלל להפחתת אלדהידים וקטונים לאלכוהול המקביל להם. תגובה זו מתבצעת לעתים קרובות בנוכחות מקור פרוטון, כגון חומצה אצטית או מתנול. נתרן בורוהידריד משמש גם בהפחתת חומצות קרבוקסיליות ואסטרים לאלכוהול המקביל להם.
אלקטרוכימיה:
נתרן בוורוהידריד משמש כחומר מפחית ביישומים אלקטרוכימיים, כגון ציפוי אלקטרוליטי של מתכות. הוא משמש גם בהכנת ננו-חלקיקי מתכת שונים, כגון כסף, זהב ופלדיום, שיש להם יישומים בקטליזה, אלקטרוניקה ורפואה.
מדעי החומרים:
נתרן בורוהידריד משמש בסינתזה של חומרים שונים, כגון בורידים מתכתיים, שיש להם יישומים בחומרים בטמפרטורה גבוהה ובכורים גרעיניים. הוא משמש גם בסינתזה של חומרים לאחסון מימן, שיש להם יישומים פוטנציאליים בתאי דלק ובכלי רכב המונעים במימן.
לסיכום, נתרן בוורוהידריד הוא חומר מפחית חשוב שיש לו מגוון רחב של יישומים בכימיה אורגנית, אלקטרוכימיה ומדעי החומרים. הרבגוניות וקלות השימוש בו הופכים אותו לכלי בעל ערך עבור חוקרים ותעשיות כאחד.