Hidrur d'alumini
El hidrur d'alumini (també conegut com alano i alumano) és un compost inorgànic de fòrmula AlH3. El alano i els seus derivats són reactius reductors comunes (adició d'hidrur) en síntesis orgànica que s'utilisen en dissolució tant en laboratori com a escala industrial. En dissolució, normalment en dissolvents etéreos com el tetrahidrofurano o l'éter dietílico, l'hidrur d'alumini forma complexos en bases de Lewis i reacciona selectivament en determinats grups funcionals orgànics (per eixemple, en àcit carboxílics i éster front a halurs orgànics i grups nitro) i, encara que no és un reactiu d'elecció, pot reaccionar en enllaços múltiples carbono-carbono (per eixemple, per mig d'hidroaluminación). Donada la seua densitat, i en un contingut d'hidrogen de l'orde del 10% en pes,[1] algunes formes de alano són, a partir de 2016,[2] candidates actives per a l'almagasenament d'hidrogen i, per tant, per a la generació d'energia en aplicacions de piles de combustible, inclosos els vehículs elèctrics. En 2006 es va observar que era necessari seguir investigant per a trobar una forma eficaç i econòmica d'invertir el procés, regenerant el alano a partir del producte d'alumini usat.
L'hidrur d'alumini sòlit, o alano, és incoloro i no volàtil, i en la seua forma reactiva més comuna és una espècie altament polimerizada (és dir, té múltiples unitats de AlH3 que estan autoasociadas); es fon en descomposició a 110 °C.[3] Encara que no és espontàneament inflamable, els sòlits i solucions de alano requerixen precaucions d'us similars a les d'uns atres hidrur metàlics altament inflamables, i deuen manipular-se i almagasenar-se en exclusió activa de la humitat. El alano es descompon en expondre's a l'aire (principalment per l'alvanç de la humitat), encara que la pasivación -que permet el desenroll d'un recobriment superficial inerte- disminuïx en gran medida la velocitat de descomposició dels preparats de alano.
Forma i estructura
[editar | editar còdic]L'hidrur d'alumini, o alano, és un sòlit incoloro i no volàtil.[3] Fon en descomposició a 110 °C.[3] La forma sòlida, no obstant, a sovint es presenta com un sòlit blanc que pot teñir de gris (en una disminució del tamany de les partícules del reactiu o un aument dels nivells d'impurees). Específicament, depenent de les condicions de síntesis, la superfície del alano pot pasivarse (fer-se alguna cosa menys reactiu) en una capa prima d'òxit o hidròxit d'alumini.
Com s'usa en condicions comunes de laboratori, el alano és "altament polimèric", estructuralment,[3] i la seua fòrmula a voltes es presenta com (AlH3)n, a on el valor o ranc de "n" no està definit. Tals preparacions de alano es dissolen en tetrahidrofurano (THF) o éter dietílico (éter).[3] El alano sòlit es pot precipitar de l'éter, i la velocitat de fer-ho varia segons el método de preparació de la solució de alano.[3][4]
Estructuralment, el alano pot adoptar numeroses formes polimòrfiques; a partir de 2006, es coneixien "a lo manco 7 fases de AlH3 no solvatadas": α-, α'-, β-, γ-, ε- i ζ-alanos;[1] a partir d'esta data, s'han agregat dos més, δ- i θ-alanos. Cada u té una estructura diferent, sent el α-alano el polimorfo més estable tèrmicament. Per eixemple, cristalográficamente, el α-alano adopta una morfologia cúbica o romboèdrica, mentres que el α'-alano forma cristals en forma d'agulla i el γ-alano forma fas d'agulles fusionades. S'ha determinat l'estructura cristalina de α-alano, i presenta àtoms d'alumini rodejats per sis àtoms d'hidrogen orientats octaédricamente que s'unixen a atres sis àtoms d'alumini (vore taula), a on les distàncies el-H són totes equivalents (172 pm) i l'àngul Al-H-A l'és de 141°.
| Estructura cristalográfica de el α-AlH3 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| La cela unitària de el α-AlH3 | Coordinació en l'alumini | coordinació en l'hidrogen | |||
|
Archiu:Aluminium-hydride-Al-coordination-3D-balls.png | Archiu:Aluminium-hydride-H-coordination-3D-balls.png | |||
Quan els alanos β i γ es produïxen junts, es convertixen en alano α en calfar-se, mentres que els alanos δ, ε i θ es produïxen en atres condicions de cristalisació; encara que són menys estables tèrmicament, els polimorfos de δ-, ε- i θ-alano no es convertixen en α-alano en calfar-se.[4]
En condicions especials, es poden preparar i estudiar alanos no polimèrics (és dir, les seues formes moleculars). El AlH3 monomérico s'ha aïllat a baixa temperatura en una matriu sòlida de gas noble a on es va demostrar que és pla. La forma dimérica, A el2H6, s'ha aïllat en hidrogen sòlit i és isoestructural en el diborano (B2H6) i el digalano (Ga2H6).
Maneig
[editar | editar còdic]El alano no és inflamable espontàneament.[3][5] aixina, es recomana "una manipulació i precaucions similars a les eixercides per al LiAlH4" (el reactiu químic, hidrur de liti i alumini), ya que el seu "reactivitat [és] comparable" a la d'este reactiu reductor relacionat.[3] Per a estos reactius, tant les preparacions en solucions com els sòlits aïllats són "altament inflamables i deuen almagasenar-se en absència d'humitat".[6] Quan s'utilisa en cantitats i preparacions estàndar de laboratori, el alano s'utilisa en una campana de gasos.[3] Els sòlits d'este tipo de reactiu duen recomanacions de manipulació "en una bossa de guants o caixa seca".[6] Despuix del seu us, els recipients de la solució solen tancar-se herméticamente en un llavat concomitant en gas inerte anhidro ("sec"), per eixemple, nitrogen o argón, per a excloure l'aire (i l'oxigen i la humitat que conté).[6][7]
La pasivación disminuïx en gran medida la taxa de descomposició associada als preparats de alano. No obstant, el alano pasivado conserva una classificació de perill de 4.3 (productes químics que, en contacte en l'aigua, emeten gasos inflamables).[8]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
- ↑ “Towards Direct Synthesis of Alane: A Predicted Defect-Mediated Pathway Confirmed Experimentally” (2016). ChemSusChem 9 (17): 2358–2364. doi:. PMID 27535100.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 Galatsis, P; Sintim, Herman O. & Wang J.. «Aluminum Hydride», Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis [online edition], New York, N.Y.: John Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289X.ra082.pub2. ISBN 978-0471936237.
- ↑ 4,0 4,1 «Espacenet – search results». worldwide.espacenet.com. Consultat el 2023-08-01.
- ↑ Note, this source states this fact using the related traditional Anglo-chemical term, "inflammable".
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Paquette, L.A.; Ollevier, t. & Desyroy, V.. «Lithium Aluminum Hydride», Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis [online edition], New York, N.Y.: John Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289X.rl036.pub2. ISBN 0471936235.
- ↑ El alano es descompon en l'aire, en gran part per l'alvanç de la humitat en l'aire, i es descompon ràpidament quan s'expon a l'aigua (directament o en solució).
- ↑ 2013 CFR Title 29 Volume 6 Section 1900.1200 Appendix B.12
- Este artícul conté una traducció derivada de «Hidruro de aluminio» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.