LAH(화학)

1. 개요[편집]

---

Lithium aluminium hydride

흔히 LAH라 말하는 수소화 알루미늄 리튬은 LiAlH₄의 화학식을 가지는 무기화합물이다. 회색빛의 고체로 1947년에 Finholt, Bond, Schlesinger가 발견하였다. 이 화합물은 유기 화학에서 환원제로 쓰이는데, 특히 아마이드나 에스터, 그리고 카복실산[1] 등의 환원에 쓰인다. 물과 굉장히 반응을 잘하며, 이 반응으로 수소가 기체 형태로 나온다.

2. 합성[편집]

---

수소화 리튬과 염화 알루미늄의 합성으로 만들어진다.
4 LiH + AlCl₃ → LiAlH₄ + 3 LiCl
이 방법뿐만 아니라, 공업적 합성에선 고온, 고압에서 먼저 수소화 알루미늄 나트륨을 만든다
Na + Al + 2 H₂ → NaAlH₄
그리고 복분해 반응을 통해 다음과 같이 된다.
LiCl + NaAlH₄ → LiAlH₄ + NaCl

3. 위험성[편집]

---

LAH는 현재 발견된 물질 중 가장 환원성이 높기 때문에, 위험물로 분류된다. 또한 물과 반응하여 수소를 발생시키기 때문에 폭발 위험성도 크다.

4. 활용[편집]

---

4.1. 유기 화학[편집]

---

LAH는 유기 화학에서 환원제로 널리 쓰인다. 분자 구조가 비슷한 수소화 붕소 나트륨보다도 환원력이 좋다.[2] 에스터, 카복실산, 염화 아실, 알데하이드, 케톤 등을 대응되는 알코올로 전환시켜 준다. 비슷하게 아미드, 질산 화합물, 시안화물, 이민, 아지드 등을 아민으로 바꾼다. 그러나 LAH가 반응성이 너무 큰 탓에 훨씬 더 편리한 SMEAH로 대체되었다.

4.2. 무기 화학[편집]

---

LAH는 무기 화학에서 할로젠화 금속을 대응되는 수소화 금속으로 전환시키는 데 널리 쓰인다. 예를 들어, NaH는 NaCl에서 다음과 같은 반응으로 얻을 수 있다 :
LiAlH₄ + 4 NaCl → 4 NaH + LiCl + AlCl₃
LAH는 또한 많은 무기 리간드들과 결합해서 리튬 이온이 들어간 알루미늄 복합체를 만드는 데 사용된다.
LiAlH₄ + 4 NH₃ → Li[Al(NH,,2,,),,4,,] + 4 H₂

5. 수소 보관[편집]

---

LiAlH₄는 10.6%의 수소를 포함하는데, 이것이 LAH를 미래 연료 전지를 위한 수소 중간체가 될 수 있게 해준다. 높은 수소 함량이 LiAlH₄에 대한 연구에 다시 불을 지폈다. 그러나 수소 중간체로 쓰기엔 여러 문제점이 있는 것이 드러났다. 먼저 중간 화합물인 LiH도 H를 잘 잃을 수 있어야 하지만, 높은 안정성으로 무려 400°C의 온도가 필요하였다. 이는 LiAH₄의 수소 함량을 낮춘다고 볼 수 있다. 또한 LiAH₄자체가 안정한 물질이 아니므로 LiAH₄로 다시 되돌리려면 엄청난 고압의[3] 수소 기체가 필요하다.