Borohydrid lithný - Lithium borohydride
  | |
 Jednotková buňka borohydridu lithného při teplotě místnosti | |
| Jména | |
|---|---|
| Název IUPAC Lithium tetrahydridoborate (1–) | |
| Ostatní jména Lithium hydroborát, Tetrahydroboritan lithný Boritan (1-), tetrahydro-, lithium, lithiumboranát | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.037.277  |
PubChem CID | |
| Číslo RTECS |
|
| UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| LiBH4 | |
| Molární hmotnost | 21,784 g / mol |
| Vzhled | Bílá pevná látka |
| Hustota | 0,666 g / cm3[1] |
| Bod tání | 268 ° C (514 ° F; 541 K) |
| Bod varu | 380 ° C (716 ° F; 653 K) se rozkládá |
| reaguje | |
| Rozpustnost v éter | 2,5 g / 100 ml |
| Struktura[2] | |
| ortorombický | |
| Pnma | |
A = 7.17858(4), b = 4.43686(2), C = 6.80321(4) | |
Objem mřížky (PROTI) | 216,685 (3) A3 |
Jednotky vzorce (Z) | 4 |
| [4] B | |
| Termochemie | |
Tepelná kapacita (C) | 82,6 J / mol K. |
Std molární entropie (S | 75,7 J / mol K. |
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | -198,83 kJ / mol |
| Nebezpečí | |
| > 180 ° C (356 ° F; 453 K) | |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Borohydrid lithný (LiBH4) je tetrahydroboritan a známé v organická syntéza jako redukční činidlo pro estery. I když méně časté než související borohydrid sodný lithiová sůl nabízí některé výhody, protože je silnějším redukčním činidlem a je vysoce rozpustná v etherech, přičemž je při manipulaci bezpečnější než lithiumaluminiumhydrid.[3]
Příprava
Borohydrid lithný může být připraven reakce metateze který se vyskytuje při kulovém frézování, tím častěji dostupným borohydrid sodný a bromid lithný:[4]
- NaBH4 + LiBr → NaBr + LiBH4
Alternativně to může být syntetizováno ošetřením fluorid boritý s hydrid lithný v diethylether:[5]
- BF3 + 4 LiH → LiBH4 + 3 LiF
Reakce
Lithiumborohydrid je silnější redukční činidlo než borohydrid sodný.[6] Ve směsích methanolu a diethylether, borohydrid lithný je schopen redukovat estery na alkoholy a hlavní amidy na aminy.[7] Naproti tomu tyto substráty nejsou ovlivněny borohydridem sodným. Zvýšená reaktivita se připisuje polarizaci karbonylového substrátu komplexací s lithiovým kationtem.[3]
Chemoselektivita
Použití borohydridu lithného je zvláště výhodné v některých přípravcích kvůli jeho vyššímu obsahu chemoselektivita ve srovnání s jinými populárními redukčními látkami, jako je lithiumaluminiumhydrid. Například na rozdíl od lithiumaluminiumhydridu bude borohydrid lithný redukovat estery, nitrily, laktony, primární amidy a epoxidy zatímco šetříte nitroskupiny, karbamové kyseliny, alkylhalogenidy, a sekundární /terciární amidy.[7]
Výroba vodíku
Borohydrid lithný reaguje s vodou za vzniku vodíku. Tuto reakci lze použít pro výrobu vodíku.[8]
Zásobárna energie
Borohydrid lithný je známý jako jeden z nejvyšších hustota energie chemikálie nosiče energie. Ačkoli to v současné době nemá praktický význam, pevná látka osvobodí 65 MJ / kg teplo po zpracování atmosférickým kyslíkem. Protože má hustotu 0,67 g / cm3, oxidace kapalného borohydridu lithného dává 43 MJ / L. Ve srovnání s tím benzín dává 44 MJ / kg (nebo 35 MJ / L), zatímco kapalný vodík dává 120 MJ / kg (nebo 8,0 MJ / L).[pozn. 1] Vysoká měrná hustota energie borohydridu lithného z něj učinila atraktivního kandidáta na návrh pro automobilové a raketové palivo, ale přes výzkum a obhajobu nebyl široce používán. Stejně jako u všech nosičů energie na bázi chemicko-hydridů je borohydrid lithný velmi složitý k recyklaci (tj. Dobíjení), a proto trpí nízkou účinnost přeměny energie. Zatímco baterie jako lithiový ion nést hustotu energie až 0,72 MJ / kg a 2,0 MJ / L, jejich DC účinnost konverze na DC může být až 90%.[Citace je zapotřebí ] S ohledem na složitost recyklačních mechanismů pro hydridy kovů[9] taková vysoká účinnost přeměny energie není u současné technologie praktická.
| Látka | Specifická energie MJ / kg | Hustota g / cm3 | Hustota energie MJ / L |
|---|---|---|---|
| LiBH4 | 65.2 | 0.666 | 43.4 |
| Pravidelný benzín | 44 | 0.72 | 34.8 |
| Kapalný vodík | 120 | 0.0708 | 8 |
| lithium-iontová baterie | 0.72 | 2.8 | 2 |
Viz také
Poznámky
- ^ Větší poměr hustoty energie ke specifické energii pro vodík je způsoben velmi nízkou hustotou hmoty (0,071 g / cm)3).
Reference
- ^ Stránka s podrobnostmi o produktu Sigma-Aldrich
- ^ J-Ph. Soulie, G. Renaudin, R. Černý, K. Yvon (18. 11. 2002). „Lithiumborohydrid LiBH4: I. Krystalová struktura ". Journal of Alloys and Compounds. 346 (1–2): 200–205. doi:10.1016 / S0925-8388 (02) 00521-2.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ A b Luca Banfi, Enrica Narisano, Renata Riva, Ellen W. Baxter „Lithium Borohydride“ e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. doi:10.1002 / 047084289X.rl061.pub2.
- ^ Peter Rittmeyer, Ulrich Wietelmann „Hydrides“ v Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002 / 14356007.a13_199
- ^ Brauer, Georg (1963). Handbook of Preparative Anorganic Chemistry Vol. 1, 2. vyd. New York: Academic Press. str. 775. ISBN 978-0121266011.
- ^ Barrett, Anthony G.M. (1991). „Snížení derivátů karboxylových kyselin na alkoholy, ethery a aminy“. V Trostovi, Barry; Fleming, Ian; Schreiber, Stuart (eds.). Redukce: Selektivita, strategie a účinnost v moderní organické chemii (1. vyd.). New York: Pergamon Press. str. 244. doi:10.1016 / B978-0-08-052349-1.00226-2. ISBN 9780080405995.
- ^ A b Ookawa, Atsuhiro; Soai, Kenso (1986). "Smíšená rozpouštědla obsahující methanol jako užitečné reakční médium pro jedinečnou chemoselektivní redukci v borohydridu lithném". The Journal of Organic Chemistry. 51 (21): 4000–4005. doi:10.1021 / jo00371a017.
- ^ Y. Kojima et al., „Generování vodíku hydrolýzní reakcí borohydridu lithného,“International Journal of Hydrogen Energy, 29(12): 1213-1217, srpen 2004; DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2003.12.009 sciencedirect odkaz
- ^ US patent 4002726 (1977) recyklovaný borohydrid lithný z boritanu lithného pomocí meziproduktu methylboritanu