Litiumalumiinihydridi

Nykymaailmassa Litiumalumiinihydridi:stä on tullut yhä kiinnostavampi ja merkityksellisempi aihe. Olipa Litiumalumiinihydridi vaikutus yhteiskuntaan, talouteen tai ihmisten jokapäiväiseen elämään, se on ongelma, jota emme voi sivuuttaa. Tässä artikkelissa tutkimme perusteellisesti kaikkia Litiumalumiinihydridi:een liittyviä näkökohtia sen alkuperästä ja kehityksestä sen vaikutuksiin eri alueilla. Katsomme, kuinka Litiumalumiinihydridi on muuttanut tapaamme elää ja miten se tulee jatkossakin muokkaamaan tulevaisuuttamme. Lisäksi tutkimme Litiumalumiinihydridi:n mahdollisia seurauksia ja haasteita sekä sen tuomia mahdollisuuksia ja etuja. Valmistaudu uppoutumaan löytö- ja pohdiskelumatkalle Litiumalumiinihydridi:stä, aiheesta, joka epäilemättä merkitsee nykyisyyttämme ja tulevaisuuttamme.

Litiumalumiinihydridi
Tunnisteet
CAS-numero 16853-85-3
PubChem CID 28112
Ominaisuudet
Molekyylikaava LiAlH4
Moolimassa 37,953 g/mol
Ulkomuoto Valkoisia kiteitä[1]
Sulamispiste 150 °C
190 °C (hajoaa)[1]
Tiheys 0,917 g/cm3[1]
Liukoisuus veteen Hajoaa Li[AlH4] + 4 H2O → LiOH + Al(OH)3 + 4 H2[1]

Litiumalumiinihydridi (LiAlH4) on litiumin, alumiinin ja vedyn muodostama ioniyhdiste. Litiumalumiinihydridi on voimakas pelkistin ja sitä käytetäänkin orgaanisten yhdisteiden pelkistämiseen. Lisäksi yhdistettä voidaan käyttää orgaanisten yhdisteiden kuivaamiseen.

Ominaisuudet

Huoneenlämpötilassa litiumalumiinihydridi on ulkomuodoltaan valkoisia kiteitä. Aine liukenee eettereihin kuten dietyylieetteriin (~40 g/100 g, 25 °C) ja tetrahydrofuraaniin (13 g/100 g, 25 °C). Se on hygroskooppistə ja hajoaa hitaasti kosteassa ilmassa tai korkeissa lämpötiloissa. Veden kanssa litiumalumiinihydridi reagoi hyvin voimakkaasti muodostaen litiumhydroksidia, alumiinihydroksidia ja vetykaasua.[2][3][1]

LiAlH4 + 4 H2O → LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Myös aineen reaktiot alkoholien ja karboksyylihappojen kanssa ovat eksotermisia ja voimakkaita. Selluloosaa sisältävät materiaalit voivat itsesyttyä joutuessaan kosketuksiin litiumalumiinihydridin kanssa.[1]

Valmistus

Litiumalumiinihydridiä voidaan valmistaa litiumhydridin ja alumiinikloridin reaktiolla. Lisäksi sivutuotteena syntyy litiumkloridia.[3]

4 LiH + AlCl3 → LiAlH4 + 3 LiCl

Toinen tapa valmistaa ainetta on natriumalumiinihydridin metateesi. Natriumista, alumiinista ja vedystä valmistetaan natriumalumiinihydridiä korkeassa lämpötilassa ja paineessa. Natriumalumiinihydridi reagoi litiumkloridin kanssa eetteriliuoksessa muodostaen litiumalumiinihydridiä ja natriumkloridia.[4]

Na + Al + 2 H2 → NaAlH4
NaAlH4 + LiCl → LiAlH4 + NaCl

Käyttö pelkistimenä

Litiumalumiinihydridi on voimakkaampi pelkistin kuin niin ikään usein pelkistimenä käytetty natriumborohydridi. Litiumalumiinihydridi pystyy pelkistämään alkoholeiksi muun muassa aldehydit, ketonit, karboksyylihapot, esterit, happoanhydridit ja asyylikloridit. Ainetta voidaan käyttää myös typpeä sisältävien yhdisteiden pelkistämiseen. Tällöin amidit, nitriilit ja alifaattiset nitroyhdisteet pelkistyvät amiineiksi. Sen sijaan aromaattisista nitroyhdisteistä syntyy atsoyhdisteitä.[3]

alkoholiEpoksidialkoholialkoholialkoholiAldehydiNitriiliAmidiAmiiniKarboksyylihappoalkoholiAtsidiAmiiniEsteriKetoni

Toisinaan alumiinikloridia käytetään lieventämään litiumalumiinihydridin pelkistystehoa. Tämä on tarpeen muun muassa silloin, kun pelkistettävässä yhdisteessä on liittyneenä jokin halogeeniatomi. Esimerkiksi metyyli-3-bromipropanaatin pelkistys litiumalumiinihydridillä johtaa propanoliin, kun taas käytettäessä alumiinikloridia litiumalumiinihydridin lisäksi tuotteena syntyy 3-bromipropanolia.[5]

Lähteet

  1. ↑ a b c d e f Pradyot Patnaik: A Comprehensive Guide to the Hazardous Properties of Chemical Substances, s. 633–634. Wiley-Intersciences, 2007. ISBN 978-0-471-71458-3 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 16.1.2019. (englanniksi)
  2. ↑ W. L. F. Armarego, Christina Li Lin Chai: Purification of laboratory chemicals, s. 609. Butterworth-Heinemann, 2003. ISBN 978-0-7506-7571-0 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 15.4.2009. (englanniksi)
  3. ↑ a b c Richard O.C. Norman, Raymond Bonnett, James M. Coxon: Principles of Organic Synthesis, s. 651. CRC Press, 1993. ISBN 978-0748761623 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 15.4.2009. (englanniksi)
  4. ↑ Process for the preparation of lithium aluminum hydride in etheral solvents FreePatents Online. Viitattu 15.4.2009. (englanniksi)
  5. ↑ W. Carruthers: Some Modern Methods of Organic Synthesis, s. 473. Cambridge University Press, 1986. ISBN 9780521311175 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 15.4.2009. (englanniksi)