硼氢化钠的四个氢都是可还原的吗？
无机化合物
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硼氢化钠是一种无机化合物，化学式为NaBH4，为白色至灰白色结晶粉末，吸湿性强，其碱性溶液呈棕黄色，是最常用的还原剂之一。溶于水、液氨和胺类，易溶于甲醇，微溶于乙醇和四氢呋喃，不溶于乙醚、苯和烃类。在干燥空气中稳定，在潮湿空气中分解，在500℃加热时也分解。正常情况下，硼氢化钠不能还原酯、酰胺、羧酸和腈，除非酯的羰基的α位有杂原子，酯可以被还原。通常用作醛、酮和酰氯的还原剂，塑料工业的发泡剂，造纸的漂白剂，医药工业制造双氢链霉素的氢化剂。
被列入《易爆炸危险化学品名录》[8]，按照《易爆炸危险化学品治安管理办法》[9]进行管理。
中文名
硼氢化钠
外国名字
硼氢化钠
另一个名字
四氢硼酸钠
化学式
硼氢化钠
分子量
37.83[2]
相关视频
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硼氢化钠还原法制备催化剂
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研究分子结构简史，物理化学性质，计算化学数据应用领域相关危害应急处理的安全信息，ta说
研究简史
硼氢化钠是由H C·布朗和他的导师施莱辛格于1942年在芝加哥大学发现的。首先，为了研究硼烷和一氧化碳络合物的性质，意外地发现硼烷具有对有机羰基化合物的还原能力。因为硼烷在当时是一种稀有物质，所以没有引起有机化学家的注意。硼烷化学的发展得益于二战，当时美国国防部需要找到一种分子量最小的挥发性铀化合物来浓缩裂变材料铀-235。硼氢化铀U(BH4)4符合这一要求。这种化合物的合成需要氢化锂，但是氢化锂的供应量很少，所以使用廉价的氢化钠作为原料，在这个过程中发现了硼氢化钠。后来因为解决了六氟化铀的处理工艺，美国国防部放弃了通过硼氢化铀来浓缩铀235的计划，布朗的研究课题变成了如何方便地制备硼氢化钠。陆军通信兵公司对使用这种新型化合物生产大量氢气很感兴趣。在他们的支持下，开展了相关的产业化研究。用乙醚溶剂重结晶，得到纯净的硼氢化钠。[3]
硼氢化钠:3D结构式
分子结构
硼氢化钠有三种晶型:α、β和γ。室温下为α型NaCl立方晶体；在6.3GPa转变为β型四方晶体，在8.9GPa转变为γ型正交晶体。[7]
理化性质
物理性质
白色结晶粉末，吸湿性强，易吸水和潮解。溶于水、液氨和胺。溶于甲醇，微溶于乙醇和四氢呋喃。不溶于乙醚、苯和碳氢化合物。在干燥空气中稳定，在潮湿空气中分解，加热到500℃时分解。[1]
化学性质
1.由于硼氢化钠中的氢部分带负电(B的电负性小于H)，醇、胺类物质中的氢部分带正电，硼氢化钠中的BH4-能与组成这些物质的分子形成双氢键，所以硼氢化钠能溶于水、液氨、醇、胺类物质。[1]
2.硼氢化钠会与含有羟基的物质(如水和酒精)缓慢反应，释放出氢气。同时，由于反应较慢，短时间内硼氢化钠的损失较小，硼氢化钠可以使用碱性溶液、甲醇和乙醇作为溶剂。[1]
NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑
NaBH4+4HO-R→B(OR)3 +4H2↑+NaOR
3.硼氢化钠是一种具有强选择性还原性的无机化合物。在无机合成和有机合成中常被用作还原剂[4]，具有良好的化学选择性。它可以在非常温和的条件下实现醛酮羰基的还原，生成伯醇和仲醇。少量的硼氢化钠可以将腈还原成醛，而过量的硼氢化钠可以将腈还原成胺。它可以选择性地将羰基和醛基还原为羟基，也可以将羧基还原为醛基，不与酯和酰胺反应，一般不与碳碳双键和三键反应。
4.硼氢化钠对醛酮有很好的还原作用。常用的溶剂有乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺(DMF)、水等。一般不还原酯基和酰胺基，但在高浓度和高温下，用合适的溶剂或路易斯酸催化，能还原酯基等较弱的羰基。
5.硼氢化钠在酸性条件下能迅速分解生成氢气，氢气不能稳定存在，但在中性或碱性条件下能稳定存在，在pH=14时最稳定。
nab H4+h++ 3H2O = h3bo 3+na++ 4h 2↑[5]
6.硼氢化钠不能单独还原羧酸，但必须与碘结合使用。与羧酸反应直到气泡停止后，加入碘并继续排气。随后，加入由盐酸分解形成的硼酸酯以获得醇。[3]
7.硼氢化钠与无水氯化锌(200℃以上脱水干燥)在无水四氢呋喃(THF)中反应3小时后，可制备硼氢化锌。该溶液混合物可用作硼氢化锌，无需分离和纯化。
计算化学数据
疏水参数计算参考值(XLOGP): 0
氢键供体的数量:0
氢键受体数量:1
可旋转化学键的数量:0
互变异构体的数量:0
拓扑分子的极性表面积:0
重原子数:2
表面电荷:0
复杂性:2
同位素原子数:0
确定原子立体中心的数量:0
不确定原子立体中心的数量:0
确定化学键立体中心的数量:0
不确定化学键立体中心的数量:0
共价键单元的数量:2
应用领域
硼氢化钠可用作醛、酮和酰氯的还原剂，生产硼氢化钾的中间体，生产乙硼烷等高能燃料的原料，塑料工业的发泡剂，造纸工业含汞污水的处理剂，造纸的漂白剂，制药工业生产双氢链霉素的氢化剂。硼氢化钠的氢在这里表现为-1的化合价，具有很强的还原性，能还原具有一定氧化作用的无机物。主要用于有机合成中将-COOH还原为-CH2OH，被称为“万能还原剂”。它具有稳定的性能和还原选择性。硼氢化钠为有机化学家提供了一种非常方便和温和的方法来还原醛和酮。在此之前，羰基化合物通常用金属/醇法还原，硼氢化钠可以在非常温和的条件下还原醛酮的羰基，生成伯醇和仲醇。硼氢化钠作为还原剂，可用于有色金属的化学镀，特别是化学镀镍。化学镀镍最常用的还原剂是次磷酸钠，用这种还原剂镀的镍主要是镍磷合金。采用硼氢化钠作为还原剂可以得到镍硼合金，但镀层中硼的含量远远小于另一种还原剂镀层中磷的含量。化学镀中，理论上单位物质的硼氢化钠用量可以还原镍的量是次磷酸钠的4倍，且加入量远小于次磷酸钠。但硼氢化钠容易分解，需要保持镀液pH在12以上，否则会使镀液失效，硼氢化钠的氧化产物偏硼酸钠的积累也会对镀液产生不利影响。[6]
相关危险
毒理学数据
急性毒性:大鼠口服LD 50: 18毫克/千克(腔内)[2]
主要刺激作用:
对皮肤和粘膜有腐蚀作用，对眼睛有强烈的腐蚀作用，无已知的致敏作用。[2]
危险特性:与水、潮湿空气、酸、氧化剂、高热和明火接触会引起燃烧。[2]
燃烧(分解)产物:氧化硼、氢气。[2]
健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
危害:本品对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激作用。吸入后可因喉和支气管痉挛、炎症和水肿、化学性肺炎和肺水肿而导致死亡。消化道口腔腐蚀。与硼氢化钠接触后，出现咽痛、咳嗽、气短、头痛、腹痛、腹泻、头晕、结膜充血和疼痛等症状。应防止粉尘飞扬，加强通风或戴防护口罩，注意眼睛保护，戴封闭式防护眼镜，工作时不准饮食和吸烟。中毒后迅速离开现场，半卧位休息，呼吸新鲜空气，用大量水冲洗眼睛，脱去污染的衣服，冲洗全身。进入消化道者应立即漱口，大量饮水催吐，然后送医院治疗。泄漏时佩戴过滤式防护口罩，并仔细清洁泄漏物质。[2]
紧急治疗
泄漏的紧急处理
隔离泄漏污染区域，周围设置警示标志，切断火源。建议急救人员戴防毒面具，穿防化服。不要直接接触泄漏物，不要直接在泄漏物上喷水，不要让水进入包装容器。用干净的铲子收集在干燥、干净、有盖的容器中，转移到安全的地方。如有大量泄漏，应收集回收或无害化处理后丢弃。[2]
防护措施
呼吸防护:工人应戴防尘口罩。必要时建议使用自给式呼吸器。
眼睛保护:佩戴化学安全眼镜。
物理防护:穿相应的防护服。
手部防护:戴防护手套。[2]
急救治疗
皮肤接触:脱去污染的衣服，立即用流动水彻底冲洗。
眼睛接触:立即提起眼睑，用流动水或生理盐水冲洗至少15分钟。
吸入:离开现场，到空气新鲜的地方。保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。看医生。
摄入:立即漱口，并给予牛奶或蛋清。看医生。[1]
安全/安保信息
安全术语
不要吸入灰尘。
不要吸入灰尘。
S26:如果接触到眼睛，立即用大量水冲洗并就医。
意外接触眼睛后，请立即用大量清水冲洗，并就医。
S36/37/39:穿戴合适的防护服、手套和眼部/面部保护装置。
穿戴合适的防护服、手套和护目镜或面罩。
S45:如果发生意外或感觉不适，立即就医(尽可能出示标签。
如有意外或不适，立即就医(如有可能，出示其标签)。
风险术语
R15:与水接触会释放出极其易燃的气体。
遇水释放可燃气体。
R22:吞食有害。
吞食有害。
R23/24/25:吸入、皮肤接触和吞食有毒。
吸入、皮肤接触和吞咽有毒。
R34:导致烧伤。
导致烧伤。
R43:皮肤接触可能引起过敏。
与皮肤接触可能会引起过敏。
R53:可能对水生环境造成长期不利影响。
它可能会对水环境产生长期的不利影响。
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参考数据
[1]化工部天津化工研究院等。化学产品手册无机化学产品[M]。化学工业部天津化工研究院。1982: 43-48
[2]海关总署关税管理司汇编。危险化学品分类指南[M]。海关管理部。2017: 831-834
[3]郑雪。硼化合物的生产与应用[M]。化学工业出版社，2008...百度学术[引用日期2020-03-14]
[4]白音娟，卢俊，马怀让。硼氢化钠在有机合成中的研究进展[J].应用化学(5): 409-415..百度学术[引用日期:2020-03-14]
徐冬燕，张华敏，叶伟。硼氢化钠水解制氢的产氢率[J].化学进展，2007，019(010):1598-1605...百度(全球最大的中文搜索引擎)
[6]李宁。化学镀实用技术[M].北京化学工业出版社，2004: 308-317。百度学术[引用日期2020-03-14]
[7]周公度。化学词典(第二版)。化学工业出版社. 2010
[8]公安部公布2017版易爆炸危险化学品名录。中华人民共和国中央人民政府(中国)[引用日期2021-11-29]。
[9]《易制爆危险化学品治安管理办法》(公安部令第154号)。中华人民共和国公安部[引用日期:2021-11-29]
[10]硼氢化钠。公共化学[引用日期2022-05-25]