Hydrid sodný

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	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
H-věty	H260
R-věty	R15
S-věty	(S2) S7/8 S24/25 S43
NFPA 704	1 3 0 W
	Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

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.

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.

↑ ^a ^b Sodium hydride. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
↑ ^a ^b 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.
↑ 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.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Hydrid sodný na Wikimedia Commons

[pubchem_cid_24758-1] Sodium hydride. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)

[Holl-2] Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.

[3] Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press

[4] Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.

[5] 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.

[6] MSDS 60% NaH in mineral oil

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Anorganické soli sodné

Halogenidy a pseudohalogenidy	Fluorid sodný (Na F) • Hydrogendifluorid sodný (Na H F₂) • Bromid sodný (Na Br) • Chlorid sodný (Na Cl) • Jodid sodný (Na I) • Kyanid sodný (Na C N) • Kyanatan sodný (Na O C N) • Isokyanát sodný (Na N C O) • Thiokyanatan sodný (Na S C N)

Soli kyslíkatých kyselin (neuvedeny soli se záměnou kyslíku za jiný prvek, složené a „zásadité“)	Chlornan sodný (Na O Cl) • Chloritan sodný (Na Cl O₂) • Chlorečnan sodný (Na Cl O₃) • Chloristan sodný (Na Cl O₄) • Bromnan sodný (Na O Br) • Bromitan sodný (Na Br O₂) • Bromičnan sodný (Na Br O₃) • Jodičnan sodný (Na I O₃) Jodistan sodný (Na I O₄) • Siřičitan sodný (Na₂S O₃) • Hydrogensiřičitan sodný (Na H S O₃) • Disiřičitan sodný (Na₂S₂O₅) • Dithioničitan sodný (Na₂S₂O₄) • Dithionan sodný (Na₂S₂O₆) • Síran sodný (Na₂S O₄) • Hydrogensíran sodný (Na H S O₄) • Disíran sodný (Na₂S₂O₇) • Peroxosíran sodný (Na₂S O₅) • Peroxodisíran sodný (Na₂S₂O₈) • Seleničitan sodný (Na₂Se O₃) • Selenan sodný (Na₂Se O₄) • Telluričitan sodný (Na₂Te O₃) • Metatelluran sodný (Na₂Te O₄) • Pentahydrogenorthotelluran sodný (Na H₅Te O₆) • Cis-dusnan sodný (Na₂N₂O₂) • Trans-dusnan sodný (Na₂N₂O₂) • Peroxodusnan sodný (Na O N N O O Na; Na₂N₂O₃) • Dusitan sodný (Na N O₂) • Dusičnan sodný (Na N O₃) • Orthodusičnan sodný (Na₃N O₄) • Peroxodusitan sodný (Na O O N O) • Fosfornan sodný (Na P O₂H₂) • Dihydrogenfosforitan sodný (Na H₂P O₃) • Hydrogenfosforitan sodný (Na₂H P O₃) • Dihydrogenfosforečnan sodný (Na H₂P O₄) • Hydrogenfosforečnan sodný (Na₂H P O₄) • Fosforečnan sodný (Na₃P O₄) • Dihydrogendifosforečnan disodný (Na₂H₂P₂O₇) • Hydrogendifosforečnan trisodný (Na₃H P₂O₇) • Difosforečnan sodný (Na₄P₂O₇) • Trifosforečnan sodný (Na₅P₃O₁₀) • Metafosforečnan sodný (Na P O₃) • Cyklotrifosforečnan sodný (Na₃P₃O₉) • Cyklohexafosforečnan sodný (Na₆P₆O₁₈) • Arsenitan sodný (Na As O₂) • Hydrogenarseničnan sodný (Na₂H As O₄) • Arseničnan sodný (Na₃As O₄) • Tetrahydroxidoantimonitan sodný (Na Sb(O H)₄) • Antimonitan sodný (Na Sb O₂) • Bismutičnan sodný (Na Bi O₃) • Uhličitan sodný (Na₂C O₃) • Hydrogenuhličitan sodný (Na H C O₃) • Šťavelan sodný (Na₂(C O₂)₂) • Hydrogenšťavelan sodný (Na H(C O₂)₂) • Orthokřemičitan sodný (Na₄Si O₄) • Metakřemičitan sodný (~Na₂Si O₃~) • Dikřemičitan sodný (Na₂Si₂O₅) • Trikřemičitan sodný (Na₂Si₃O₇) • Cínatan sodný (Na₂Sn O₂) • Cíničitan sodný (Na₂Sn O₃) • Metaboritan sodný (Na B O₂) • Tetraboritan sodný (Na₂[B₄O₅(OH)₄]•8H₂O) • Oktaboritan sodný (Na₂B₈O₁₃•4H₂O) • Perboritan sodný (Na₂H₄B₂O₈) • Hlinitan sodný (Na₃Al O₃) • Tetrahydroxidozinečnatan sodný (Na₂Zn(OH)₄) • Zinečnatan sodný (Na₂Zn O₂) • Rtuťnatan sodný (Na₂Hg O₂) • Železičitan sodný (Na₂Fe O₃) • Železan sodný (Na₂Fe O₄) • Manganitan sodný (~Na Mn O₂~) • Manganečnan sodný (Na₃Mn O₄) • Manganan sodný (Na₂Mn O₄) • Manganistan sodný (Na Mn O₄) • Technecistan sodný (Na Tc O₄) • Rhenistan sodný (Na Re O₄) • Chromitan sodný (Na₃[Cr(OH)₆]) • Chroman sodný (Na₂Cr O₄) • Dichroman sodný (Na₂Cr₂O₇) • Molybdenan sodný (Na₂Mo O₄) • Wolframan sodný (Na₂W O₄) • Metavanadičnan sodný (Na V O₃) • Orthovanadičnan sodný (Na₃V O₄) • Trititaničitan sodný (Na₂Ti₃O₇) • Zirkoničitan sodný (Na₂Zr O₃) • Diuranan sodný (Na₂U₂O₇)

Soli tvořené záměnou vodíku ze sloučenin typu prvek_x – vodík_y	Hydrid sodný (Na H) • Hydroxid sodný (Na OH) • Oxid sodný (Na₂O) • Peroxid sodný (Na₂O₂) • Superoxid sodný (Na O₂) • Hydrogensulfid sodný (Na S H) • Sulfid sodný (Na₂S) • Polysulfid sodný (Na₂S_n) • Selenid sodný (Na₂Se) • Tellurid sodný (Na₂Te) • Polonid sodný (Na₂Po) • Amid sodný (Na N H₂) • Imid sodný (Na₂N H) • Nitrid sodný (Na₃N) • Azid sodný (Na N₃) • Fosfid sodný (Na₃P) • Dihydrogenarsenid sodný (Na As H₂) • Tetrahydridoboritan sodný (Na B H₄) • Tetrahydridohlinitan sodný (Na Al H₄)

Jiné	Thiosíran sodný (Na₂S₂O₃) • Tetrathionan sodný (Na₂S₄O₆)