Hidreto de sódio (NaH): propriedades, reatividade, perigos, usos

O hidreto de sódio é um composto inorgânico de fórmula NaH. Possui uma ligação iônica entre sódio e hidreto. Sua estrutura é ilustrada na Figura 1. É representativa dos hidretos salinos, o que significa que é um hidreto semelhante ao sal, composto por íons Na + e H-, em contraste com outros hidretos moleculares, como borano, metano, amônia e agua

A estrutura cristalina tem um número de coordenação 6, onde cada molécula de sódio é cercada por 8 íons hidreto apresentando uma forma octaédrica e é ilustrada na Figura 2 (Mark Winter [Universidade de Sheffield e WebElements Ltd, 1993-2016).

Hidreto de sódio (NaH): propriedades, reatividade, perigos, usos 1

Estrutura do hidreto de sódio.
Hidreto de sódio (NaH): propriedades, reatividade, perigos, usos 2
Figura 2. Estrutura cristalina do hidreto de sódio.

O composto é preparado pela reação direta entre sódio e hidrogênio gasoso (Fórmula de hidreto de sódio – Usos, propriedades, estrutura e fórmula do hidreto de sódio, 2005-2017) da seguinte forma:

H2 + 2Na → 2NaH

O hidreto de sódio é vendido comercialmente como uma forma de dispersão de 60% p / p (porcentagem peso a peso) em óleo mineral para manuseio seguro (HIDRÓDIO DE SÓDIO, sd).

Propriedades físicas e químicas do hidreto de sódio

O hidreto de sódio é um sólido branco quando é puro, embora seja geralmente obtido em cinza ou prata. Sua aparência é mostrada na figura 3.

Hidreto de sódio (NaH): propriedades, reatividade, perigos, usos 3

Figura 3. Aparência do hidreto de sódio.

NaH tem um peso molecular de 23,99771 g / mol, uma densidade de 1,396 g / ml e um ponto de fusão de 800 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). É insolúvel em amônia, benzeno, tetracloreto de carbono e dissulfeto de carbono (National Center for Biotechnology Information, sf).

O composto é extremamente instável. O NaH puro pode inflamar-se facilmente no ar. Quando entra em contato com a água presente no ar, libera hidrogênio altamente inflamável.

Quando aberto ao ar e à umidade, o NaH também é facilmente hidrolisado na forte base corrosiva do hidróxido de sódio (NaOH), de acordo com a reação:

NaH + H2O → NaOH + H2

Nesta reação, pode-se ver que o hidreto de sódio se comporta como base. Isto é devido à eletronegatividade.

O sódio tem uma eletronegatividade significativamente menor (± 1.0) que o hidrogênio (± 2.1), o que significa que o hidrogênio extrai a densidade do elétron para si próprio, afastando-se do sódio para gerar um cátion e um ânion de hidreto.

Para que um composto seja um ácido de Brønsted, ele precisa separar a densidade eletrônica do hidrogênio, ou seja, conectá-lo a um átomo eletronegativo, como oxigênio, flúor, nitrogênio etc. Somente então, ele pode ser formalmente descrito como H + e pode ser dissociado como tal.

Um hidreto é muito melhor descrito como H- e possui um par de elétrons livre. Como tal, é uma base de Brønsted, não um ácido. De fato, se você estender a definição de ácido / base de Brønsted da maneira que Lewis fez, concluirá que o sódio (Na +) é a espécie ácida aqui.

O produto da reação ácido / base de Brønsted da base H- e o ácido H + se torna H2. Como o ácido hidrogênio é extraído diretamente da água, o gás hidrogênio pode borbulhar, deslocando o equilíbrio, mesmo que a reação não seja favorecida termodinamicamente.

Podem permanecer os íons OH que podem ser escritos com o restante do cátion Na + para fornecer hidróxido de sódio (Por que o hidreto de sódio sólido é uma base e não um ácido quando reagido com água?, 2016).

Reatividade e perigos

O composto é um poderoso agente redutor. Ataque o SiO2 em vidro. Ele inflama em contato com os gases gasosos F2, Cl2, Br2 e I2 (este último a temperaturas acima de 100 ° C), especialmente na presença de umidade, para formar HF, HCl, HBr e HI.

Reage com o enxofre para dar Na2S e H2S. Pode reagir explosivamente com dimetilsulfóxido. Reage vigorosamente com acetileno, mesmo a -60 ° C. É espontaneamente inflamável em fluoreto.

Inicia uma reação de polimerização em 2,2,3-trifluoropropionato de etila, para que o éster se decomponha violentamente. A presença na reação de dietil succinato e trifluoroacetato de etila causou explosões (SODIUM HYDRIDE, 2016).

O hidreto de sódio é considerado corrosivo para a pele ou para os olhos, devido ao potencial de subprodutos cáusticos de reações com a água.

Em caso de contato com os olhos, estes devem ser lavados com grandes quantidades de água, sob as pálpebras por pelo menos 15 minutos e procurar atendimento médico imediatamente.

Em caso de contato com a pele, escove imediatamente e lave a área afetada com água. Procure assistência médica se a irritação persistir.

É prejudicial se ingerido devido à reação à água. Não provoque vômito. Deve-se procurar atendimento médico imediatamente e a vítima transferida para um centro médico.

A dispersão do hidreto de sódio no óleo não é poeira. No entanto, o material que reage pode emitir uma fina névoa cáustica. Em caso de inalação, lave a boca com água e leve a vítima para um local com ar fresco. Deve-se procurar atendimento médico (Rhom e Hass, 2007).

Usos

O principal uso do hidreto de sódio é realizar reações de condensação e alquilação que se desenvolvem através da formação de um carbanião (catalisado pela base).

O hidreto de sódio no óleo se assemelha aos alcoolatos de sódio e de sódio metálico, na sua capacidade de funcionar como um agente desprotonante no éster acetoacético, nas condensações de Claisen, Stobbe, Dieckmann e outras reações relacionadas. Marcou vantagens em relação a outros agentes de condensação:

  1. É uma base mais forte, resultando em desprotonação mais direta.
  2. Não é necessário excesso.
  3. O H2 produzido fornece uma medida da extensão da reação.
  4. As reações colaterais, como reduções, são eliminadas.

Alquilações de aminas aromáticas e heterocíclicas, como 2-aminopiridina e fenotiazina, são facilmente alcançadas com alto rendimento usando misturas de tolueno-metilformamida. A concentração de dimetilformamida é uma variável usada para controlar a taxa de reação (HINCKLEY, 1957).

Foi proposto o uso de hidreto de sódio para armazenamento de hidrogênio para uso em veículos com células de combustível, sendo o hidreto encerrado em grânulos de plástico que são triturados na presença de água para liberar hidrogênio.

Referências

  1. HINCKLEY, MD (1957). Fabricação, manuseio e usos de hidreto de sódio. Advances in Chemistry, Vol. 19, 106-117.
  2. Mark Winter [Universidade de Sheffield e WebElements Ltd, U. (1993-2016). Sódio: hidreto de sódio. Obtido em WebElements: webelements.com.
  3. Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (sf). Banco de Dados Composto PubChem; CID = 24758. Recuperado de PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Rhom e Hass inc. (Dezembro de 2007). Dispersão de hidreto de sódio a 60% em óleo. Obtido em dow.com.
  5. Sociedade Real de Química. (2015). Hidreto de sódio. Obtido em ChemSpider: chemspider.com.
  6. Hidreto de sódio. (2016). Recuperado de camequímicos: cameochemicals.noaa.gov.
  7. Hidreto de sódio Formula – hidreto de sódio Usos, propriedades, estrutura e fórmula. (2005-2017). Obtido em Softschools.com: softschools.com.
  8. Hidreto de sódio. (sf). Obtido em chemicalland21: chemicalland21.com.
  9. Por que o hidreto de sódio sólido é uma base e não um ácido quando reagido com água? (20 de abril de 2016). Recuperado de stackexchange: chemistry.stackexchange.com.

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