Natriumalumiinihydridi
Natriumalumiinihydridi (NaAlH4) on epäorgaaninen ioniyhdiste, josta käytetään myös nimityksiä natriumtetrahydroaluminaatti ja natriumalanaatti. Yhdistettä käytetään pelkistimenä orgaanisessa synteesissä ja sitä voidaan käyttää myös vedyn varastoimiseen.
| Natriumalumiinihydridi | |
|---|---|
 |
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | NaAlH4 |
| Moolimassa | 54,002 g/mol |
| Ulkomuoto | Valkoisia kiteitä |
| Sulamispiste | 183 °C[1] |
| Tiheys | 0,905 g/cm3 |
Valmistus muokkaa
Natriumalumiinihydridiä valmistetaan alkuaineistaan 150 celsiusasteen lämpötilassa ja suuressa paineessa. Liuottimena käytetään reaktiossa tetrahydrofuraania.[1]
- Na + Al + 2 H2 → NaAlH4
Käyttö muokkaa
Natriumalumiinihydridistä valmistetaan niin ikään pelkistimenä käytettävää litiumalumiinihydridiä natriumalumiinihydridin ja litiumkloridin välisellä reaktiolla.[1]
- NaAlH4 + LiCl → LiAlH4 + NaCl
Pelkistimenä natriumalumiinihydridi on hyvin litiumalumiinihydridin kaltainen. Se pelkistää muun muassa ketonit, aldehydit ja karboksyylihapot alkoholeiksi ja typpiyhdisteistä amidit ja nitriilit sekä nitroyhdisteet amiineiksi. Jos pelkistyvä yhdiste sisältää tyydyttymättömiä sidoksia, natriumalumiinihydridi pelkistää myös ne tyydyttyneiksi, yksinkertaisiksi sidoksiksi. Natriumalumiinihydridi ei ole yhtä reaktiivinen kuin litiumalumiinihydridi ja pelkistää karboksyylihapot, amidit ja nitroyhdisteet siihen nähden hitaammin. Hitaampi reaktionopeus antaa toisaalta mahdollisuuden selektiivisempään pelkistykseen.[2]
Natriumalumiinihydridiä voidaan käyttää vedyn varastoimiseen. Sen etuna on halpa hinta, hyvä kapasiteetti ja suhteellisen hyvä pysyvyys varastoituna. Natriumalumiinihydridi hajoaa lämmitettäessä ja vapauttaa vetyä kolmessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa natriumalumiinihydridi hajoaa trinatriumheksahydroaluminaatiksi sekä alumiiniksi ja vedyksi. Lämpötilaa nostettaessa yhdiste hajoaa edelleen natriumhydridiksi ja lopulta natriumiksi ja vedyksi. Ensimmäinen reaktio tapahtuu 185 celsiusasteen lämpötilassa ja toinen 230 celsiusasteen lämpötilassa. Kolmannella reaktiolla ei ole juurikaan käytännöllistä merkitystä, koska se tapahtuu vasta 425 celsiusasteen lämpötilassa.[3]
- 3 NaAlH4 → Na3AlH6 + 2 Al + 3 H2
- 2 Na3AlH6 → 6 NaH + 2 Al + 3 H2
- 2 NaH → 2 Na + H2
Natriumalumiinihydridin huonona puolena on se, että vetyä vapauttavat hajoamisreaktiot ovat hitaita.[3] Yhdisteen ominaisuuksia voidaan parantaa lisäämällä sen joukkoon titaania.[4]
Lähteet muokkaa
- ↑ a b c Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman: Inorganic chemistry, s. 1010. Academic Press, 2001. ISBN 978-0-12-352651-9. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 21.06.2010). (englanniksi)
- ↑ Jin Soon Cha & Herbert C. Brown: Reaction of Sodium Aluminum Hydride with Selected Organic Compounds Containing Representative Functional Groups. Comparison of the Reducing Characteristics of Lithium and Sodium Aluminum Hydrides. The Journal of Organic Chemistry, 1993, 58. vsk, nro 17, s. 4727–4731. ACS Publications. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 21.6.2010. (englanniksi)
- ↑ a b A. Zaluska, L. Zaluski & J. O. Ström-Olsen: Sodium alanates for reversible hydrogen storage. Journal of Alloys and Compounds, 200, 298. vsk, nro 1–2, s. 125–134. Elsevier. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 21.6.2010. (englanniksi)
- ↑ Researchers solve decade-old mystery of hydrogen storage material Physorg.com. 28.2.2008. Viitattu 21.6.2010.