NATRIUM BOROHIDRIDA (NABH4): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The natrium borohidrida adalah padat anorganik dengan rumus kimia NaBH ₄ . Ini dapat dianggap mewakili alkali borohidrida dan merupakan yang paling umum. Ini adalah padatan kristal putih.

Saat kontak dengan air, NaBH ₄ dapat menghasilkan panas dan hidrogen H ₂ yang mudah terbakar, sehingga harus ditangani dengan hati-hati. Karena kemudahannya menghasilkan ion H ^- hidrida , natrium borohidrida adalah senyawa pereduksi sedang, itulah sebabnya ia banyak digunakan dalam reaksi kimia untuk tujuan ini.

Natrium borohidrida, NaBH ₄ , padat. Ondřej Mangl. Sumber: Wikimedia Commons.

Sifat pengurangannya juga digunakan dalam industri kertas, karena meningkatkan kecerahan dan karakteristik stabilitas pulp dan kertas dengan bertindak melawan oksidasi selulosa, komponen utama kertas.

Karena ia dapat dengan mudah membentuk hidrogen dengan adanya air, kemungkinan untuk menggunakannya sebagai sumber hidrogen yang dapat dibalik dalam sel bahan bakar juga telah diteliti.

Ia memiliki kegunaan lain semua berdasarkan sifat pengurangnya, seperti dalam industri farmasi.

Struktur

Natrium borohidrida adalah senyawa ionik. Ini dibentuk oleh anion borohidrida ^- terikat pada kation natrium Na ⁺ .

Anion ^- adalah tetrahedral.

Struktur natrium borohidrida. Kemikungen. Sumber: Wikimedia Commons.

Struktur Lewisnya adalah sebagai berikut:

Struktur elektronik Lewis NaBH ₄ . Penulis: Marilú Stea.

Tata nama

-Sodium borohidrida

-Sodium tetrahydroborate

-Sodium tetrahydruroborate

Properti fisik

Keadaan fisik

Padatan putih kristal.

Berat molekul

37,84 g / mol

Suhu nyala otomatis

∼ 220 ºC

Suhu dekomposisi

> 250 ºC

Massa jenis

1.074 g / cm ³ pada 20 ºC

Kelarutan

NaBH ₄ cukup larut dalam air (55 g / 100mL pada suhu 25ºC), di mana ia dihidrolisis sebagian. Ini larut dalam tetrahidrofuran (THF) dan tidak larut dalam dietil eter.

Sifat kimiawi

Natrium borohidrida larut dalam air, di mana ia mengalami dekomposisi awal atau hidrolisis yang membuat larutan menjadi basa, sehingga mencegah hidrolisis lebih lanjut.

^- + H ₂ O → B (OH) ₃ + H ₂ ↑ + OH ^-

Hal ini dijelaskan karena ^- berinteraksi dengan H ⁺ air, di mana H ⁺ mengambil anion hidrida H ^- untuk membentuk H ₂ . Dapat dikatakan bahwa BH ₃ bersaing dengan H ⁺ untuk ion hidrida H ^- .

Dalam media asam, hidrolisis selesai karena banyaknya ion H ⁺ .

NaBH ₄ stabil di udara kering. Itu tidak mudah berubah.

Karena kandungan ion hidrida, natrium borohidrida adalah senyawa pereduksi. Hal ini memungkinkan pengurangan gugus karbonil C = O menjadi C-OH, yaitu senyawa karbonil menjadi alkohol.

NaBH ₄ dengan sendirinya tidak mereduksi ikatan rangkap C = C, bahkan tidak juga yang terkonjugasi dengan gugus karbonil –C = CC (= O) -.

Namun, pada kontak dengan asam protonat (seperti HCl) atau asam Lewis (seperti BCl ₃ atau AlCl ₃ ), diboran B ₂ H _{6 akan terbentuk} . Dan jika reaksi ini dilakukan dengan adanya senyawa organik dengan ikatan rangkap C = C, diboran B ₂ H ₆ melakukan hidroborasinya.

Dengan adanya katalis yang sesuai dan kondisi khusus, natrium borohidrida dapat mereduksi berbagai jenis gugus fungsi.

Resiko

Panas dari reaksi hidrolisis di dalam air cukup untuk menyalakan hidrogen yang terbentuk di dalamnya. Jadi penting untuk berhati-hati saat menanganinya.

NaBH ₄ mudah tersulut dan mudah terbakar.

Memperoleh

Reaksi preparasi khas NaBH ₄ adalah dengan natrium hidrida NaH dan B (OCH ₃ ) ₃ pada suhu sekitar 250 ºC:

4 NaH + B (OCH ₃ ) ₃ → NaBH ₄ + 3 NaOCH ₃

Aplikasi

Dalam reaksi kimia reduksi

Sebagai sumber ion H ^- , NaBH ₄ adalah senyawa pereduksi dan digunakan untuk membuat senyawa kimia lainnya. Untuk ini, digunakan dalam pelarut polar aprotik, yaitu tanpa proton H ⁺ , seperti dimetil sulfoksida, heksametilfosforamida dan dimetilformamida.

Ini digunakan sebagai agen pereduksi dalam reaksi kimia organik dan anorganik.

Hal ini memungkinkan untuk mereduksi aldehida menjadi alkohol primer dan keton menjadi alkohol sekunder.

Ia juga mereduksi alkil halida menjadi hidrokarbon seperti iododekana menjadi dekan, asam bromoundekanoat menjadi asam undekanoat, dan klorododekan menjadi dodekan.

Jika bekerja sendiri, saat melakukan reduksi tidak mempengaruhi gugus fungsi lain seperti ester, asam karboksilat, nitril dan sulfon.

Sifatnya yang tidak mereduksi ikatan rangkap C = C, bahkan yang terkonjugasi dengan gugus karbonil –C = CC (= O) -, memungkinkan pembuatan alkohol tak jenuh -C = C-CH ₂ -OH.

Untuk mereduksi senyawa aromatik nitrat menjadi anilina yang sesuai membutuhkan adanya katalis seperti kobalt atau timah klorida. Mengurangi disulfida menjadi tiol.

Dengan adanya katalis dan kondisi yang sesuai memungkinkan untuk mengurangi asam karboksilat, ester, amida, nitril, imina, epoksida dan bahkan ikatan rangkap dan rangkap tiga.

Dalam produksi H

NaBH ₄ dapat diubah menjadi sel bahan bakar.

NaBH ₄ dengan adanya larutan alkali KOH atau NaOH dihidrolisis dan menghasilkan hidrogen H ₂ yang dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam sel bahan bakar polimer elektrolit.

Itu juga telah diteliti sebagai bahan penyimpanan reversibel untuk H ₂ .

Nanopartikel NaBH ₄ disintesis dan distabilkan dengan surfaktan. Setelah perawatan dengan NiCl ₂ , lapisan atau lapisan pelindung terbentuk yang mengatur pelepasan H ₂ dengan cara yang sepenuhnya dapat dibalik.

Material nanometrik baru ini akan memungkinkan penggunaan H ₂ sebagai bahan bakar bersih yang diproduksi dengan cara yang terbarukan.

Kendaraan bertenaga sel bahan bakar hidrogen. Artur Braun (Arturbraun). Sumber: Wikimedia Commons.

Di industri pulp dan kertas

Sodium borohidrida digunakan untuk meningkatkan kilap dan sifat fisik pulp dan kertas lainnya.

Degradasi matriks selulosa kertas terjadi melalui proses kompleks yang melibatkan oksidasi. Gugus hidroksil teroksidasi menjadi karbonil dan karboksil, hal ini menyebabkan perubahan warna kertas dan penurunan sifat fisiknya.

Dengan memperlakukan pulp atau kertas dengan NaBH ₄ , ini mereduksi aldehida dan keton menjadi gugus -OH tanpa mempengaruhi gugus asam karboksilat, meningkatkan stabilitas dan kilap pada nilai yang lebih tinggi dari nilai awal.

NaBH ₄ meningkatkan kilap kertas. Penulis: Rawpixel. Sumber: Pixabay.

Dalam berbagai kegunaan

Sodium borohidrida digunakan untuk mengolah air limbah, sebagai agen penambah rasa dalam industri makanan dan minuman, sebagai agen pelapis dan untuk perawatan permukaan, dalam produksi tembakau, dalam industri farmasi, tekstil dan industri. Kulit.

Referensi

1. Christian, ML dan Aguey-Zinsou, K.-F. (2012). Strategi Inti-Cangkang Menghasilkan Kapasitas Penyimpanan Hidrogen Terbalik yang Tinggi untuk NaBH ₄ . ACS Nano 2012, 6, 9, 7739-7751. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
2. Nora de Souza, MV dan Alves V., TR (2006). Metodologi terbaru dimediasi oleh natrium borohidrida dalam reduksi berbagai kelas senyawa. Aplikasi. Organometal. Chem.2006; 20: 798-810. Dipulihkan dari onlinelibrary.wiley.com.
3. Imamoto, T. (1991). Pengurangan. Natrium Borohidrida. Dalam Sintesis Organik Komprehensif. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
4. Tang, LC (1986) Stabilisasi Kertas melalui Sodium Borohydride Treatment. Dalam Tekstil dan Bahan Kertas Bersejarah. Bab 24. Halaman 427-441. Kemajuan Kimia, Volume 212. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
5. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjut. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
6. Morrison, Robert Thornton; dan Boyd, Robert Neilson. 1992. Kimia Organik. Prentice-Hall. ISBN 81-203-0765-8.
7. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Natrium borohidrida. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.