Чем является продукт реакции триэтаноламина с металлическим натрием?

[apaln]

Уважаемые химики! Сам я далек от химии (занимаюсь сверхпроводимостью), поэтому прошу ваших комментариев по поводу следующей реакции (в инете не нашел ответа):

 

При комнатной температуре в желтоватого цвета вязкую жидкость триэтаноламина, (С2H4OH)3N,  поместил куски металлического натрия. Наблюдал в течение нескольких часов вялое выделение пузырьков газа с поверхности натрия. Затем "пузыряние" прекратилась. В результате, в течение нескольких дней, визуально наблюдаю:  Na  практически не прореагировал, жидкость не изменила цвет, осадка нет.

 

Предполагаю, что изначальное "пузыряние" связано с окислением Na примесями в триэтаноламине (желтый цвет). 

Вопрос: (С2H4OH)3N +Na = ?

 

Заранее благодарю за комментарии.

[yatcheh]

33 минуты назад, apaln сказал:

Уважаемые химики! Сам я далек от химии (занимаюсь сверхпроводимостью), поэтому прошу ваших комментариев по поводу следующей реакции (в инете не нашел ответа):

 

При комнатной температуре в желтоватого цвета вязкую жидкость триэтаноламина, (С2H4OH)3N,  поместил куски металлического натрия. Наблюдал в течение нескольких часов вялое выделение пузырьков газа с поверхности натрия. Затем "пузыряние" прекратилась. В результате, в течение нескольких дней, визуально наблюдаю:  Na  практически не прореагировал, жидкость не изменила цвет, осадка нет.

 

Предполагаю, что изначальное "пузыряние" связано с окислением Na примесями в триэтаноламине (желтый цвет). 

Вопрос: (С2H4OH)3N +Na = ?

 

Заранее благодарю за комментарии.

 

Натрий будет реагировать со спиртовой группой ТЭА:

(HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-OH --(Na, -H2)--> (HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-ONa

Может и примесь воды реагировать.

Вязкость жидкости высокая, поэтому реакция идёт вяло. Останавливается она из-за образования на поверхности металлического натрия плёнки нерастворимого в ТЭА продукта - "триэтанолята"  натрия.

Попробуйте перемешать всю эту джигурду, а ещё лучше - аккуратно подогреть.

Изменено 22 Июля, 2020 в 10:07 пользователем yatcheh

[Максим0]

9 минут назад, yatcheh сказал:

 

Натрий будет реагировать со спиртовой группой ТЭА:

(HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-OH --(Na, -H2)--> (HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-ONa

Может и примесь воды реагировать.

Вязкость жидкости высокая, поэтому реакция идёт вяло. Останавливается она из-за образования на поверхности металлического натрия плёнки нерастворимого в ТЭА продукта - "триэтанолята"  натрия.

Попробуйте перемешать всю эту джигурду, а ещё лучше - аккуратно подогреть.

Предположу что при догреве до расплавления натрия синтез окажется на потолке.

[apaln]

Максим0, yatcheh

Спасибо! Вы правы, при нагреве реакция пошла: осадок белого цвета + пузырьки газа идут (полагаю Н2).

 yatcheh, 

почему ожидается  именно (HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-ONa, а не, например, (NaO-CH2-CH2)3N?

Изменено 22 Июля, 2020 в 12:12 пользователем apaln

[yatcheh]

1 час назад, apaln сказал:

Максим0, yatcheh

Спасибо! Вы правы, при нагреве реакция пошла: осадок белого цвета + пузырьки газа идут (полагаю Н2).

 yatcheh, 

почему ожидается  именно (HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-ONa, а не, например, (NaO-CH2-CH2)3N?

 

В условиях подавляющего избытка ТЭА вначале будет получаться мононатриевая соль ТЭА. Если она в ТЭА нерастворима (или малорастворима) - то она будет выпадать в осадок по мере образования. Если же она растворима, а, скажем, тринатриевая соль растворима намного хуже, то вполне возможно образование тринатриевой соли в осадке.

Если же все соли растворима в ТЭА, то по мере их накопления в растворе будет прекращаться реакция натрия из-за понижения его потенциала относительно водорода на фоне высокой концентрации алкоголят-аниона. Так прекращается реакция натрия со спиртом при высокой концентрации этилата. При этом в растворе установится равновесие между моно-, ди-, и трианионом :

(HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-O^- + (HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-O^- <----> HO-CH2-CH2-N(CH2-CH2-O^- )2 + (HO-CH2-CH2)3N

HO-CH2-CH2-N(CH2-CH2-O^- )2 + (HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-O^- <----> N(CH2-CH2-O- )3 + (HO-CH2-CH2)3N 

Из-за относительной удалённости гидроксильных групп друг от друга их кислотность при ступенчатой диссоциации мало отличается (сильнее зависит от общего заряда молекулы ТЭА), поэтому распределение будет близко к статистическому с некоторым перекосом в сторону менее заряженного аниона.

Какие именно в этом случае соли получатся, и в каком соотношении - это не вычислишь, тут нужен эксперимент и анализ продуктов.

Изменено 22 Июля, 2020 в 12:39 пользователем yatcheh

[apaln]

yatcheh,

Спасибо большое за детальное, понятное разъяснение. 

PS Я сделал FeSe (сверхпроводник слоистой структуры). Пытаюсь интеркалировать его органикой (триэтаноламин под руку попался). Если будут пожелания, пишите!