Natrum borohidrida, dikenal pula sebagai natrium tetrahidridoborat dan natrium tetrahidroborat,[2] adalah suatu senyawa anorganik dengan rumus kimiaNaBH4. Padatan putih ini, biasanya berbentuk bubuk, adalah reduktor serbaguna yang diaplikasikan secara luas dalam kimia, baik dalam laboratorium dan pada skala teknis. Senyawa ini telah diuji sebagai perlakuan awal untuk pulp kayu, tetapi terlalu mahal untuk dikomersialkan.[3][4] Senyawa ini larut dalam alkohol dan beberapa eter namun bereaksi dengan air dengan ketiadaan basa.[5]
Senyawa ini ditemukan pada tahun 1940-an oleh H. I. Schlesinger, yang memimpin sebuah tim yang mengembangkan logam borohidrida untuk aplikasi masa perang (khususnya, mencari senyawa uranium yang lebih menguap dibandingkan heksafluorida yang akan digunakan dalam pemisahan isotop berdasarkan difusigas; penelitian ini tidak menghasilkan hasil yang bermanfaat).[6] Pekerjaan mereka dideklasifikasi dan diterbitkan hanya pada tahun 1953.
Natrium borohidrida adalah bubuk tidak berbau mikrokristalin berwarna putih hingga abu-abu-putih yang sering membentuk gumpalan. Hal ini dapat dimurnikan dengan rekristalisasi dari diglim hangat (50 °C).[7] Natrium borohidrida larut dalam pelarut protik seperti air dan alkohol rendah; ia juga akan bereaksi dengan pelarut ini untuk menghasilkan H2; Namun, reaksi ini cukup lambat. Penguraian lengkap dalam berlebih metanol dapat berlangsung hampir 90 menit pada 20 °C.[8] Ia akan terurai dalam larutan berair netral atau asam namun stabil pada pH 14.[5] Kondisi ini dapat dimanfaatkan untuk memungkinkan natrium borohidrida untuk bereaksi dengan cara yang homogen, dengan mengurangi masa hidup yang diperdagangkan terhadap peningkatan reaktivitas.
Struktur
NaBH4 adalah suatu garam, yang terdiri dari anion BH4− tetrahedral. Padatannya diketahui terdapat sebagai tiga polimorf: α, β dan γ. Fase yang stabilpada suhu dan tekanan ruang adalah α-NaBH4, yang berbentuk kubik dan mengadopsi struktur jenis-NaCl, dalam grup ruangFm3m. Pada tekanan 6.3 GPa, struktur tersebut berubah menjadi tetragonal β-NaBH4 (grup ruang P421c) dan pada 8.9 GPa, ortorombik γ-NaBH4 (gugus ruang Pnma) menjadi yang paling stabil.[9][10][11]
α-NaBH4
β-NaBH4
γ-NaBH4
Sintesis dan penanganan
Natrium borohidrida disiapkan secara industri mengikuti metode asli Schlesinger: natrium hidrida diperlakukan dengan trimetil borat pada 250–270 °C:
B (OCH3)3 + 4 NaH → NaBH4 + 3 NaOCH3
Jutaan kilogram diproduksi setiap tahunnya, jauh melebihi tingkat produksi agen pereduksi hidrida lainnya.[3] Natrium borohidrida juga dapat diproduksi melalui perlakuan NaH pada bubuk kaca borosilikat.[12]
Aplikasi
Aplikasi utama natrium borohidrida adalah produksi natrium ditionit dari sulfur dioksida: Natrium ditionit digunakan sebagai agen pemutih untuk pulp kayu dan dalam industri pewarnaan.
Natrium borohidrida mereduksi aldehida serta keton untuk menghasilkan alkohol terkait. Reaksi ini digunakan dalam produksi berbagai antibiotik termasuk kloramfenikol, dihidrostreptomisin, serta tiofenikol. Berbagai steroid serta vitamin A dipreparasi dengan menggunakan natrium borohidrida dalam setidaknya satu tahap reaksi.
Natrium borohidrida digunakan sebagai reduktor dalam sintesis nanopartikel emas.[13]
Natrium borohidrida telah dianggap sebagai kandidat penyimpanan hidrogen keadaan padat. Meskipun suhu dan tekanan praktis untuk penyimpanan hidrogen belum tercapai, pada tahun 2012 suatu inti-kerangka struktur nano natrium borohidrida berhasil digunakan untuk menyimpan, melepas dan menyerap kembali hidrogen dalam kondisi sedang.[14]
Keamanan
Natrium borohidrida merupakan sumber garam borat basa yang dapat bersifat korosif, serta hidrogen atau diborana, yang keduanya mudah terbakar. pengapian spontan bisa diakibatkan dari larutan natrium borohidrida dalam dimetilformamida.
^ abcBanfi, L.; Narisano, E.; Riva, R.; Stiasni, N.; Hiersemann, M. "Sodium Borohydride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289X.rs052.
^Schlesinger, H. I.; Brown, H. C.; Abraham, B.; Bond, A. C.; Davidson, N.; Finholt, A. E.; Gilbreath, J. R.; Hoekstra, H.; Horvitz, L.; Hyde, E. K.; Katz, J. J.; Knight, J.; Lad, R. A.; Mayfield, D. L.; Rapp, L.; Ritter, D. M.; Schwartz, A. M.; Sheft, I.; Tuck, L. D.; Walker, A. O. (1953). "New developments in the chemistry of diborane and the borohydrides. General summary". J. Am. Chem. Soc.75: 186–90. doi:10.1021/ja01097a049.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
^Brown, H. C. “Organic Syntheses via Boranes” John Wiley & Sons, Inc. New York: 1975. ISBN 0-471-11280-1. page 260-1.
^Lo, Chih-ting F.; Karan, Kunal; Davis, Boyd R. "Kinetic Studies of Reaction between Sodium Borohydride and Methanol, Water, and Their Mixtures". Industrial & Engineering Chemistry Research. 46 (17): 5478–5484. doi:10.1021/ie0608861.
^R. S. Kumar; A. L. Cornelius (2005). "Structural transitions in NaBH[sub 4] under pressure". Appl. Phys. Lett. 87 (26): 261916. doi:10.1063/1.2158505.
^Y. Filinchuk; A. V. Talyzin; D. Chernyshov; V. Dmitriev (2007). "High-pressure phase of NaBH4: Crystal structure from synchrotron powder diffraction data". Phys. Rev. B. 76 (9): 092104. doi:10.1103/PhysRevB.76.092104.
^E. Kim; R. Kumar; P. F. Weck; A. L. Cornelius; M. Nicol; S. C. Vogel; J. Zhang; M. Hartl; A. C. Stowe; L. Daemen; Y. Zhao (2007). "Pressure-driven phase transitions in NaBH4: theory and experiments". J. Phys. Chem. B. 111 (50): 13873–13876. doi:10.1021/jp709840w. PMID18031032.
^Schubert, F.; Lang, K.; Burger, A. "Alkali metal borohydrides" (Bayer), 1960. German patent DE 1088930 19600915 (ChemAbs: 55:120851). Supplement to. to Ger. 1,067,005 (CA 55, 11778i). From the abstract: "Alkali metal borosilicates are treated with alkali metal hydrides in approx. 1:1 ratio at >100 °C with or without H pressure".
