NaH Рац. формула NaH Физические свойства Состояние твёрдое Молярная масса 23,99777 г/моль Плотность 1.396 (20 °C) Термические свойства Т. плав. 800 °C Т. разл. 300 °C Энтальпия образования -56,4 кДж/моль Классификация Рег. номер CAS 7646-69-7 Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа) , если не указано иного.

Описание

Получение

• Нагревание металлического натрия до 360-400 °C при пропускании водорода :

$\backslash mathsf\{2\; Na\; +\; H\_2\; \backslash longrightarrow\; 2\backslash \; NaH\}$

$\backslash mathsf\{2\; Na\; +\; NaOH\; \backslash longrightarrow\; Na\_2O\; +\; NaH\}$

• Разложение амида натрия .

Химические свойства

$\backslash mathsf\{NaH\; +\; H\_2O\; \backslash longrightarrow\; NaOH\; +\; H\_2\}$

2. Разложение при сильном нагревании в вакууме :

$\backslash mathsf\{2NaH\; \backslash longrightarrow\; 2\backslash \; Na\; +\; H\_2\}$

Применение

Гидрид натрия $NaH$ применяют для очистки железа от магнетита . В органической химии он используется в качестве конденсирующего и полимеризующего агента. Раствор $NaH$ в гидроксиде натрия применяют для снятия окалины с тугоплавких металлов и специальных сталей .

Напишите отзыв о статье "Гидрид натрия"

Примечания

См. также

Это заготовка статьи о неорганическом веществе . Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Отрывок, характеризующий Гидрид натрия

Пьер проснулся 3 го сентября поздно. Голова его болела, платье, в котором он спал не раздеваясь, тяготило его тело, и на душе было смутное сознание чего то постыдного, совершенного накануне; это постыдное был вчерашний разговор с капитаном Рамбалем.
Часы показывали одиннадцать, но на дворе казалось особенно пасмурно. Пьер встал, протер глаза и, увидав пистолет с вырезным ложем, который Герасим положил опять на письменный стол, Пьер вспомнил то, где он находился и что ему предстояло именно в нынешний день.
«Уж не опоздал ли я? – подумал Пьер. – Нет, вероятно, он сделает свой въезд в Москву не ранее двенадцати». Пьер не позволял себе размышлять о том, что ему предстояло, но торопился поскорее действовать.
Оправив на себе платье, Пьер взял в руки пистолет и сбирался уже идти. Но тут ему в первый раз пришла мысль о том, каким образом, не в руке же, по улице нести ему это оружие. Даже и под широким кафтаном трудно было спрятать большой пистолет. Ни за поясом, ни под мышкой нельзя было поместить его незаметным. Кроме того, пистолет был разряжен, а Пьер не успел зарядить его. «Все равно, кинжал», – сказал себе Пьер, хотя он не раз, обсуживая исполнение своего намерения, решал сам с собою, что главная ошибка студента в 1809 году состояла в том, что он хотел убить Наполеона кинжалом. Но, как будто главная цель Пьера состояла не в том, чтобы исполнить задуманное дело, а в том, чтобы показать самому себе, что не отрекается от своего намерения и делает все для исполнения его, Пьер поспешно взял купленный им у Сухаревой башни вместе с пистолетом тупой зазубренный кинжал в зеленых ножнах и спрятал его под жилет.
Подпоясав кафтан и надвинув шапку, Пьер, стараясь не шуметь и не встретить капитана, прошел по коридору и вышел на улицу.
Тот пожар, на который так равнодушно смотрел он накануне вечером, за ночь значительно увеличился. Москва горела уже с разных сторон. Горели в одно и то же время Каретный ряд, Замоскворечье, Гостиный двор, Поварская, барки на Москве реке и дровяной рынок у Дорогомиловского моста.
Путь Пьера лежал через переулки на Поварскую и оттуда на Арбат, к Николе Явленному, у которого он в воображении своем давно определил место, на котором должно быть совершено его дело. У большей части домов были заперты ворота и ставни. Улицы и переулки были пустынны. В воздухе пахло гарью и дымом. Изредка встречались русские с беспокойно робкими лицами и французы с негородским, лагерным видом, шедшие по серединам улиц. И те и другие с удивлением смотрели на Пьера. Кроме большого роста и толщины, кроме странного мрачно сосредоточенного и страдальческого выражения лица и всей фигуры, русские присматривались к Пьеру, потому что не понимали, к какому сословию мог принадлежать этот человек. Французы же с удивлением провожали его глазами, в особенности потому, что Пьер, противно всем другим русским, испуганно или любопытна смотревшим на французов, не обращал на них никакого внимания. У ворот одного дома три француза, толковавшие что то не понимавшим их русским людям, остановили Пьера, спрашивая, не знает ли он по французски?

Прежде чем разобраться в том, какими свойствами обладает гидрид натрия, необходимо узнать, что это такое, где он применяется и насколько важен. На эти вопросы ответит далеко не каждый, тем не менее, незнание такой информации совсем не говорит о бесполезности данного вещества. Так же, как и другие соединения натрия, оно активно применяется в промышленности.

Попробуем разобраться в этих вопросах и начнем, пожалуй, с определения и описания данного соединения. Итак, гидрид натрия - это сложное неорганическое вещество, имеющее формулу NaH, серовато-белый или белый гигроскопический порошок. Получают его путем взаимодействия и перемешивания в инертной жидкости газообразного водорода и металлического натрия. Применяют это вещество для карбоксидирования, алкилирования и ацилирования слабых С-Н-кислот. В результате взаимодействия данного соединения с водой получается гидроксид натрий гидроокись).

Итак, теперь непосредственно о свойствах гидрида натрия. Прежде всего, это нейтральность по отношению к металлам, которые в стандартных условиях подвержены коррозии. При использовании данного вещества, несмотря на всевозможные царапины, шероховатости и дефекты наружной поверхности металла, оно равномерно распределяется и защищает поверхность. Гидрид натрия удобно применять в минеральном масле либо других углеводородах в виде суспензий. Для получения данного комплекса необходимо нагревание до 100 градусов. Гидрид натрия плавится при 800 градусов Цельсия, но происходит это исключительно под давлением.

Данное вещество, так же, как и гидрид кальция, титана и циркония, благоприятно влияет на вулканизаты каучука. В них оно вводится непосредственно перед процессом вулканизации в виде дисперсий в вазелине, парафиновом или минеральном масле. Гидрид натрия по некоторым своим физическим свойствам похож на но его производство немного тяжелее и более дорогостоящее. Поэтому область применения гидрида натрия обусловлена уникальными свойствами, которыми обладает только это соединение натрия. А вот химические процессы, которые протекают при участии и гидрида натрия, существенно разнятся.

Гидрид натрия активно применяют для восстановления титана. Причем именно в тех случаях, когда восстановление требуется в достаточно больших объемах, то есть речь идет о промышленных масштабах. Именно это свойство данного гидрида нашло активное применение в тяжелой промышленности и в автомобилестроении. Гидрид натрия применяют и в металлургии - в тех случаях, когда необходимо из различных соединений выделить группы редких металлов, которые другими катализаторами выделить невозможно. Он получил активное применение и в других отраслях народного хозяйства. Как видно из всех выше перечисленных фактов, гидрид натрия является достаточно важным химическим соединением, которое активно используется в промышленном производстве.

Теперь пару слов о получении гидрида натрия в промышленных масштабах. При производстве гидрида натрия небольшое количество этого соединения оставляют в резервуаре, а на его поверхность подают расплавленный натрий. Резервуар - горизонтальный реактор периодического действия - представляет собой емкость, внутри которой расположен винт с двумя лопастями. Благодаря такой конструкции обеспечивается циркуляция материала внутри реактора. Очень важно следить за подачей натрия и водорода, так как при неправильных пропорциях данный гидрид может получиться в жидкой фазе. Такое явление может иметь место и при неправильном температурном режиме (повышении температуры выше допустимого значения).

Описание

Получение

• Нагревание металлического натрия до 360-400 °C при пропускании водорода :

texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2 Na + H_2 \longrightarrow 2\ NaH}

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2 Na + NaOH \longrightarrow Na_2O + NaH}

• Разложение амида натрия .

Химические свойства

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{NaH + H_2O \longrightarrow NaOH + H_2}

2. Разложение при сильном нагревании в вакууме :

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2NaH \longrightarrow 2\ Na + H_2}

Применение

Гидрид натрия Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc применяют для очистки железа от магнетита . В органической химии он используется в качестве конденсирующего и полимеризующего агента. Раствор Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): NaH в гидроксиде натрия применяют для снятия окалины с тугоплавких металлов и специальных сталей .

Союз Сьветсннх

Социапнстнчесиих

Республик

1Ъеуддрствацай комитет

СССР ао делан иаобретеиий и открытий (53) УД К 546. 33 11 (088. 8) (72) Автор изобретения

А.В.Дубровин (71) Заявитель (54} СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДА НАТРИЯ

Изобретение относится к химии гидридов металлов, конкретно к способам получения гидридов щелочных металлов, и может быть использовано для приготовления гидрида натрия — эффектиано5 го восстановителя и гидрирующего агента, применяемого в органическом синтезе, для снятия окалины с металлов в металлургии и в других областях.

Известен способ получения гидрида натрия,заключаю(1ийся в том,что водород вводят в реакцию с металлическим натрием или с аэидом натрия,или с амидом натрия при 300-400 С и давлении выше атмосферного 1 .

Однако этот способ не позволяет получить чистый гидрид натрия вследстане образования на поверхности исходного реагента слоя продукта, эа2о медляющего скорость гетерогенного процесса и препятствующего его полному протеканию.

Известен способ получения гидрида

2 натрия из элементов при 300-400 С и давлении водорода 3 ати, заключающийся в том, что в реакционную смесь вводят добавки для обновления поверх-, ности металла. Например, в качестве добавки используют продукт реакции гидрид натрия (2).

Однако известный способ, как и все способы некаталитического гидрирования натрия водородом, осуществляют при высоких температурах и давлении, что требует больших энергетических затрат и расходов на оборудование.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения гидрида натрия, состоящий в том, что нафталин растворяют в тетрагидрофуране, вводят металлическим натрий и при 20 С и атмосферном давпении подают газообразный водород.

В смесь по каплям вводят титаноргани ческое соединение, например тетра3 90519 пропоксититан, служащее катализатором t33.

Поглощение водорода раствором натрия происходит медленно (в течение

1-3 образуется 1-2 г продукта) . Кроме того, в процессе реакции титановый катализатор восстанавливается натрием и теряет активность, а продукты его распада загрязняют гидрид натрия.

Присутствие соединений титана в от- 1в работанном растворе затрудняет регенерацию растворителя и ароматического углеводорода.

Целью изобретения является сокращение длительности процесса и повышение э чистоты гидрида натрия.

Цель достигается тем, что соглас" но способу получения гидрида натрия обработкой раствора натрия в органическом растворителе в присутствии е ароматического углеводорода водородсодержащим Реагентом в качестве водоРодсодержащего реагента используют силан.

В качестве органических растворите- лей используют соединение, выбранное из ряда:тетрагидрофуран, 1,2-диметоксиэтан, 1,3-диоксолан, и в качестве ароматических углеводородов - нафталин или дифенил.

Взаимодействие натрия с силаном в присутствии ароматических углеводородов (нафталин, дифенил) и сольватирующих растворителей (тетрагидрофуран, 1,2-диметоксиэтан, 1,3-диоксолан) на первой стадии приводит к металлированию силана

SiH4 + Na = fSiH4Naf + О,SHg

Металлическое производное силана в реакционной смеси неустойчиво и

40 распадается на гидрид натрия и силилен

fSiHPa3 .= NaH +:SiHg

Гидрид натрия выпадает в осадок, тогда как силилен образует газообразный (дисилан по реакции с силаном)45 или растворимые (при низкомолекулярной полимеризации или при внедрении в молекулу растворителя) продукты, не загрязняющие щелевой продукт.

Растворимые в органических растворителях соединения натрия с ароматическими углеводородами целесообразно готовить в молярном соотношении металла к углеводороду 1:1 (нафталин, дифенил) или 2:1 (антрацен, фенантрен и ДР.).

Ароматический углеводород или смесь углеводородов выбирают с чис0 4 лом бенэольных ядер не менее двух.

Используют углеводороды с сопряженными и/или конденсированными ядрами, например дифенил, нафталин, антрацен, фенантрен, а также их производные.

Концентрация натрия в исходном растворе, содержащем органический растворитель и ароматический углеводород, может составлять от 0,1 г/л до, преимущественно, максимально возможной. Применение растворов с высокой концентрацией натрия уменьшает расход растворителя и затраты на оборудование в расчете на единицу массы получаемого продукта.

Силан целесообразно вводить во взаимодействие с раствором натрия при молярном соотношении силана и металла не менее 1:1. При меньшем соотношении расход металла неполный.

В качестве гидрирующего агента, кроме чистого силана, возможно применение газовых смесей, содержащих силан, для утилизации различных технологических газов. Используемые газовые смеси не должны содержать компонентов, химически реагирующих со щелочным металлом, например таких, как галогеноводороды и галогеносиланы. Для регулирования скорости процесса силан разбавляют водородом, азотом, инертными газами и газообразными углеводородами метанового ряда. Зти же газы применяют для выдувания остатков силана из аппаратуPbt °

Процесс проводят при низких температурах, от температуры затвердевания смеси до температуры кипения растворителя, при комнатной температуре (преимущественно). Давление газа в аппаратуре может быть ниже атмосферного, равно.ему или выше атмосферного.

Избыток силана, выходящий иэ реактора, может быть возвращен в реактор для повторного использования. В лабораторных условиях целесообразно испольэовать проточную схему, в которой силан на выходе иэ реактора резлагают любым известным способом, например гидролизом на обводненном гидроксиде щелочного металла.

Образующийся в синтезе гидрид натрия (осадок),может быть отделен от раствора известным способом, напри-. мер фильтрованием. Выход. гидрида натРия в Расчете на используемый металл близок к количественному. Раствор мо90 6 ка гидрида натрия. Препарат промывают 50 мл абсолютного пентана и сушат

Формула изобретения.

5 9051 жег быть легко регенерирован и повторно использован в синтезе. Для этого из раствора инертным газом выдувают остатки силана, затем подают в него кислород (воздух), фильтруют от образовавшегося осадка силоксано-г. вых соединений и вновь продув т инертным газом. Процесс регенерации контролируется визуально:образование нерастворимых силоксановых соедине- $0 ний сопровождается обесцвечиванием исходного розового раствора.

Пример 1. В колбу емкостью

0,5 л помещают 0,3 л абсолютного тетрагидрофурана и 5,75 г (45,0ммоль)1Б нафталина. Аппаратуру продувают чистым азотом и в потоке газа вносят

1,00 г (43,5 ммоль) очищенного металлического натрия. Смесь перемешивают до растворения металла в течение уВ

1 ч., прекращают подачу азота и пропускают через барботер 1,4 л(62 ммоль) силана в течение 10 мин. Смесь из

Темно-зеленой становится роэовой,выпадает белый осадок. Осадок отфильтровывают в среде азота, промывают

270 мл абсолютного диэтилового эфира и сушат в течение 20 мин потоком азота. Температура в течение всего синтеза комнатной (20 С). Препарат зв представляет собой белый порошок, воспламеняющийся на воздухе и при контакте с водой. Выход 1,03 г (99 .) °

Найдено, 4- Na 95, 1, Н 4,2.

Вычислено для Na0H, 4: Na 95,79, Н 4,21.

{фотометрия, окрашенная форма -Ькремниймолибденовая кислота)не npe" вышает ошибки аналитического метода и равно 0,13. Результаты рентгенофаэового анализа.соответствуют литературным данным для гидрида натрия (ASTM Й 2-0809).

Пример 2. В колбу емкостью

0,5 л помещают 0,25 л абсолютного

1,2-диметоксиэтана и 5,83 г(45,0 ммоль) дифеиила. Аппаратуру продувают азотом и в потоке газа вносят 1,00 г (43,5 ммоль) натрия. Смесь перемешивают в течение 1 ч до образования синеэеленого раствора, который охлаждают дб -40 С и пропускают в него разбавленный азотом силан (объемное соот55 ношение силана и азота составляет

1:60) в течение 2 ч. Расход силана составляет 1,1 л (49 ммоль). Смесь фильтруют для отделения белого осадв потоке азота. Выход составляет

1,02 r (98 в расчете на металл).

Результаты. элементного анализа препарата аналогичны приведенным в примере 1. Содержание кремния в гидриде натрия составляет 0,23 и находится в пределах точности метода.

Пример 3. Раствор соединеHHR натрия с нафталином готовят так, как описано в примере. 1, используя вместо тетрагидрофурана равное по объему количество 1,3-диоксолана.

Нагретый до 50оС раствор натрия с помощью пульверизатора в течение

2 мин разбрызгивают по внутренним стенкам сосуда емкостью 0,7 л, содермащего силан. В момент начала введения раствора натрия через сосуд, служащий реактором, пускают ток силана. Расход силана составляет 1,5 л (67 ммоль). Смесь жидких и твердых продуктов стекает в нижнюю часть реактора на фильтр, где происходит отделение целевого продукта от раствора.

Полученный гидрид натрия промывают и сушат так, как описано в примере

Выход гидрида натрия в этом моделирующем непрерывный процесс варианте синтеза составляет 1,00 г (963).

Результаты элементного и рентге- нофаэного анализа свидетельствуют о том, что чистота продукта не ниже

Настоящее изобретение обеспечивв" ет высокую скорость и полноту реакции, высокую степень чистоты продук" та, возможность осуществления непрерывного процесса, что позволяет увеличить производительность процесса и повысить качество продукта.

Способ получения гидрида натрия обработкой раствора натрия в органическом растворителе в присутствии ароматического углеводорода водородсодержащим реагентом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокра" щения длительности процесса и поеашения частоты продукта, в качестве водородсодержащего реагента исполь зуют силан.

2. Способ по ï. 1, отличаю" шийся тем, что в качестве органических растворителей используют соединение, выбранное из ряде: тет905190

Составитель Е. Зыкова

Редактор Й.Веселовская Техред Л.Пекарь Корректор В.Бутяга

Заказ 271/33 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 рагидрофуран, 1, 2-диметоксиэтан, 1,3-диоксолан, и в качестве ароматических углеводородов - нафталин или дифенил