1. Natri borohydride (NaBH4) là chất gì?
- Natri borohydride (NaBH4) là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học NaBH4. Ở nhiệt độ phòng, nó là chất rắn màu trắng, thường gặp dưới dạng bột, là tác nhân khử chuyên ngành được sử dụng trong sản xuất dược phẩm cũng như các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác. Nó hòa tan trong metanol và nước, nhưng phản ứng với cả hai khi không có mặt base.
2. Tính chất nổi bật của Natri borohydride là gì?
- Trạng thái: Tồn tại dưới dạng chất rắn màu trắng, có khối lượng phân tử là 37,83176 g/mol.
- Trọng lượng riêng: 1,074 g/cm3.
- Nhiệt độ nóng chảy: 400 độ C ứng với 673 K và 752 độ F.
- Nhiệt độ sôi: 500 độ C ứng với 773 K và 932 độ F.
- Nó bị phân hủy bởi nước với sản phẩm tạo thành là natri hydroxit - chất ăn mòn và hydro - khí dễ cháy.
- Độ hòa tan:
+ Tan trong amoniac lỏng, natri hydroxit , amin. pyridin, dimethyl ether.
+ Không tan trong ete, hidrocacbon, ankyl clorua khác.
3. Natri borohydride được điều chế như thế nào?
* Phản ứng giữa sodium hydride và boron trifluoride etherate:
- Phương trình phản ứng: 4NaH + BF₃·OEt₂ → NaBH₄ + 3NaF + B(OEt)₃
- Diễn biến phản ứng:
+ Sodium hydride (NaH) là một bazơ mạnh, cung cấp ion hydrua (H⁻).
+ Ion hydrua tấn công vào phân tử boron trifluoride etherate, thay thế dần các nhóm etherate (OEt) bằng ion hydrua.
+ Quá trình này tiếp tục cho đến khi tất cả các nguyên tử flo trong boron trifluoride được thay thế bởi ion hydrua, tạo thành ion borohydrua (BH₄⁻).
+ Ion natri (Na⁺) kết hợp với ion borohydrua (BH₄⁻) tạo thành tinh thể NaBH₄.
- Điều kiện phản ứng:
+ Phản ứng thường được tiến hành ở nhiệt độ cao (khoảng 250-270°C) để tăng tốc độ phản ứng.
+ Dung môi thường sử dụng là các ete như diglyme (diethylene glycol dimethyl ether).
4. Ứng dụng của Natri borohydride trong cuộc sống
- Ứng dụng của Sodium Borohydride trong tổng hợp hóa học và dược phẩm
+ Chất khử chọn lọc: NaBH4 là một chất khử được sử dụng rộng rãi để chuyển hóa các nhóm chức aldehyde và ketone thành alcohol một cách chọn lọc. Điều này đặc biệt quan trọng trong sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và các hoạt chất dược phẩm (APIs) phức tạp.
+ Sản xuất dược phẩm: Được dùng trong quá trình tổng hợp các loại thuốc như kháng sinh, vitamin, thuốc chống ung thư, và nhiều loại dược phẩm khác.
- Ứng dụng Sodium Borohydride trong xử lý nước thải và môi trường
+ Loại bỏ kim loại nặng: NaBH4 có thể được sử dụng để khử các ion kim loại nặng độc hại (như thủy ngân, bạc, crom VI, chì) từ nước thải công nghiệp, chuyển chúng thành dạng kim loại không tan, dễ dàng tách bỏ.
+ Xử lý chất ô nhiễm: Giúp phân hủy một số chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải thông qua quá trình khử.
- Ứng dụng Sodium Borohydride trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy
+ Chất tẩy trắng: Được sử dụng làm chất tẩy trắng cho bột giấy, đặc biệt là bột giấy cơ học, giúp tăng độ trắng và độ bền của giấy mà không làm giảm đáng kể sức bền của sợi.
+ Giảm thiểu mùi hôi: Giúp giảm sự hình thành các hợp chất lưu huỳnh gây mùi trong quá trình sản xuất bột giấy.
- Ứng dụng của Sodium Borohydride trong các ngành khác
+ Sản xuất nhiên liệu: Có vai trò trong một số nghiên cứu và phát triển về hệ thống lưu trữ hydro cho nhiên liệu sạch.
+ Tổng hợp polymer: Có thể được sử dụng làm chất khởi xướng hoặc chất khử trong một số quy trình tổng hợp polymer.
+ Phục hồi kim loại quý: Dùng để thu hồi các kim loại quý như bạc, vàng, platin từ dung dịch thải trong ngành công nghiệp khai thác hoặc tái chế.