Гидрид натрия - удивительное вещество, сочетающее в себе полезные и опасные свойства. С одной стороны, это ценный реагент для промышленности и науки. С другой - соединение, требующее осторожного обращения. Давайте разберемся, что же представляет собой гидрид натрия, как он получается и применяется. Узнаем все плюсы и минусы этого неординарного вещества.
Свойства и получение гидрида натрия
Гидрид натрия - это бинарное неорганическое соединение натрия и водорода. Его химическая формула - NaH. Это белые кристаллы кубической формы, не образующие пыли и гигроскопичные. Растворяется в расплавах гидроксида натрия и сплавах натрия с калием. При нагревании до 300°С в вакууме разлагается на металлический натрий и водород.
Гидрид натрия обладает выраженными восстановительными свойствами. Он восстанавливает металлы из их оксидов, хлоридов и других соединений. Бурно реагирует с водой, выделяя горючий газ водород. Самовоспламеняется на воздухе при 230°С. Также может самопроизвольно воспламениться в атмосфере хлора, фтора и некоторых других галогенов.
Гидрид натрия опасен при использовании и требует осторожного обращения. Необходимо принимать меры защиты от химических ожогов и возгорания.
Существует несколько способов получения гидрида натрия:
- Пропускание водорода над расплавленным металлическим натрием при высокой температуре
- Химический синтез из гидроксида натрия и металлического натрия
- Синтез из водорода и оксида натрия
- Разложение амида натрия
Гидрид натрия выпускают в виде порошка, гранул или суспензии в минеральных маслах и углеводородах. Суспензия является наиболее безопасной и удобной формой для использования. Она не воспламеняется на воздухе и легко дозируется и перекачивается.
Применение гидрида натрия
Благодаря выраженной восстановительной активности, гидрид натрия нашел широкое применение в различных отраслях промышленности и научных исследованиях.
В металлургии он используется для очистки железа от магнетита в процессе производства чугуна. Также применяется для восстановления титана из его хлорида.
В органическом синтезе гидрид натрия выступает в качестве конденсирующего и полимеризующего агента. С его помощью можно получать сложные органические молекулы, например, борогидрид или дитионит натрия:
- 2NaH + 2BCl3 → 2Na[BH4] + 6NaCl
- 4NaH + 2SO2 → Na2S2O4 + 4H2O
Также гидрид натрия применяют в автомобилестроении и других отраслях тяжелой промышленности при обработке металлов. В виде раствора в расплавленной щелочи он используется для удаления окалины с поверхности жаропрочных металлов и сплавов.
Несмотря на полезность гидрида натрия как промышленного реагента, работа с ним требует строгого соблюдения мер предосторожности. Неосторожные действия могут привести к séрьезным последствиям.
Дальше мы подробно рассмотрим, чем же так опасен гидрид натрия и можно ли считать его пользу выше потенциального вреда от применения.
Опасные свойства гидрида натрия
Гидрид натрия обладает высокой реакционной способностью и может агрессивно взаимодействовать с различными веществами и материалами. Рассмотрим наиболее опасные его свойства.
Реакция с водой и влажным воздухом
Контакт гидрида натрия с водой или влажным воздухом приводит к бурной реакции с выделением горючего газа водорода. При этом выделяется большое количество тепла, что может стать причиной возгорания или взрыва гидрида.
Самовоспламенение на воздухе
Гидрид натрия самовоспламеняется на воздухе при температуре выше 230°C с образованием оксида и гидроксида натрия. Также он может самопроизвольно воспламениться в атмосфере хлора, фтора и некоторых других галогенов.
Химические ожоги
Продукты реакций гидрида натрия обладают высокой химической активностью и могут вызвать ожоги кожи и слизистых оболочек. Особую опасность представляет гидроксид натрия.
Защита при работе с гидридом натрия
Чтобы обезопасить работу с гидридом натрия, необходимо:
- Использовать защитную одежду, перчатки, очки и маску
- Проводить опыты только в вытяжном шкафу
- Исключить попадание влаги в рабочую зону
- Иметь вблизи средства пожаротушения
Хранение гидрида натрия
Гидрид натрия хранят в плотно закрытой таре, в сухом проветриваемом помещении, вдали от источников тепла и открытого огня. Необходимо исключить возможность попадания влаги в контейнеры с реактивом.
Оптимальной формой для безопасного хранения и транспортировки является масляная суспензия гидрида натрия. Она менее склонна к самовоспламенению и взрыву.
Утилизация отходов гидрида натрия
Утилизация отходов и остатков гидрида натрия представляет определенную сложность из-за его реакционной способности и пожароопасности. Самый безопасный способ - контролируемое разложение водой в присутствии избытка гидроксида натрия для нейтрализации образующихся щелочей.