Боргидрид лития - Lithium borohydride

Боргидрид лития
Li + .svgБоргидрид-.svg
Элементарная ячейка борогидрида лития при комнатной температуре
Элементарная ячейка борогидрида лития при комнатной температуре
Имена
Название ИЮПАК
Тетрагидридоборат лития (1–)
Другие имена
Гидроборат
лития
, тетрагидроборат лития борат (1-), тетрагидро-, литий, боранат лития
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.037.277 Отредактируйте это в Викиданных
Номер RTECS
UNII
  • InChI = 1S / BH4.Li / h1H4; / q-1; +1 проверитьY
    Ключ: UUKMSDRCXNLYOO-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / BH4.Li / h1H4; / q-1; +1
    Ключ: UUKMSDRCXNLYOO-UHFFFAOYAS
  • [Li +]. [BH4-]
Характеристики
LiBH 4
Молярная масса 21,784 г / моль
Появление Белое твердое вещество
Плотность 0,666 г / см 3
Температура плавления 268 ° С (514 ° F, 541 К)
Точка кипения 380 ° С (716 ° F, 653 К) разлагается
реагирует
Растворимость в эфире 2,5 г / 100 мл
Состав
ромбический
ПНМА
а  = 7,17858 (4), b  = 4,43686 (2), с  = 6,80321 (4)
216,685 (3) А 3
4
[4] B
Термохимия
82,6 Дж / моль К
75,7 Дж / моль К
-198,83 кДж / моль
Опасности
> 180 ° С (356 ° F, 453 К)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Боргидрид лития (LiBH 4 ) представляет собой боргидрид , и известен в органическом синтезе в качестве восстановителя для сложных эфиров . Хотя литиевая соль менее распространена, чем родственный борогидрид натрия , она обладает некоторыми преимуществами, так как является более сильным восстановителем и хорошо растворяется в простых эфирах, оставаясь при этом более безопасным в обращении, чем литийалюминийгидрид .

Подготовка

Боргидрид лития может быть получен реакцией метатезиса, которая происходит при шаровой мельнице более широко доступных боргидрида натрия и бромида лития :

NaBH 4 + LiBr → NaBr + LiBH 4

В качестве альтернативы он может быть синтезирован путем обработки трифторида бора с гидрид лития в диэтиловом эфире :

BF 3 + 4 LiH → LiBH 4 + 3 LiF

Реакции

Боргидрид лития является более сильным восстановителем, чем боргидрид натрия . В смесях метанола и диэтилового эфира борогидрид лития способен восстанавливать сложные эфиры до спиртов и первичные амиды до аминов . Напротив, эти субстраты не подвержены действию боргидрида натрия. Повышенная реакционная способность объясняется поляризацией карбонильного субстрата за счет комплексообразования с катионом лития.

Хемоселективность

Использование боргидрида лития особенно выгодно в некоторых препаратах из-за его более высокой хемоселективности по сравнению с другими популярными восстанавливающими агентами, такими как алюмогидрид лития . Например, в отличие от алюмогидрида лития, борогидрид лития восстанавливает сложные эфиры, нитрилы , лактоны , первичные амиды и эпоксиды , сохраняя при этом нитрогруппы , карбаминовые кислоты , алкилгалогениды и вторичные / третичные амиды.

Производство водорода

Боргидрид лития реагирует с водой с образованием водорода. Эта реакция может быть использована для получения водорода.

Хранилище энергии

Объемная и гравиметрическая плотность энергии .
Схема переработки боргидрида лития. На входе борат лития и водород.

Боргидрид лития известен как один из химических энергоносителей с самой высокой плотностью энергии . Хотя в настоящее время это не имеет практического значения, твердое вещество будет выделять 65 МДж / кг тепла при обработке кислородом воздуха. Поскольку он имеет плотность 0,67 г / см 3 , окисление жидкого борогидрида лития дает 43 МДж / л . Для сравнения: бензин дает 44 МДж / кг (или 35 МДж / л), а жидкий водород дает 120 МДж / кг (или 8,0 МДж / л). Высокая удельная плотность энергии боргидрида лития сделала его привлекательным кандидатом для использования в автомобильном и ракетном топливе, но, несмотря на исследования и пропаганду, он не получил широкого распространения. Как и все энергоносители на основе химического гидрида, боргидрид лития очень сложно перерабатывать (то есть перезаряжать) и, следовательно, страдает низкой эффективностью преобразования энергии . В то время как батареи, такие как ионно-литиевые, имеют плотность энергии до 0,72 МДж / кг и 2,0 МДж / л, их эффективность преобразования постоянного тока в постоянный может достигать 90%. Ввиду сложности механизмов рециркуляции гидридов металлов такая высокая эффективность преобразования энергии непрактична с существующей технологией.

Сравнение физических свойств
Вещество Удельная энергия МДж / кг Плотность г / см 3 Плотность энергии МДж / л
LiBH 4 65,2 0,666 43,4
Обычный бензин 44 год 0,72 34,8
Жидкий водород 120 0,0708 8
литий-ионный аккумулятор 0,72 2,8 2

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Большее отношение плотности энергии к удельной энергии для водорода связано с очень низкой массовой плотностью (0,071 г / см 3 ).

использованная литература