Borov trioksid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Borov trioksid
B2O3powder.JPG
Kristallstruktur Bortrioxid.png
Druga imena borov oksid
diborov trioksid
anhidrid borove kisline
Identifikatorji
Številka CAS 1303-86-2
PubChem 518682
EINECS število 215-125-8
ChEBI 30163
RTECS število ED7900000
SMILES
InChI
ChemSpider 452485
Lastnosti
Molekulska formula B2O3
Molekulska masa 69,6182 g/mol
Videz bela steklasta trdnina
Gostota 2,460 g/cm3 (tekoč),

2,55 g/cm3 (trigonalni),
3,11–3,146 g/cm3 (monoklinski)

Tališče

450 °C, 723 K, 842 °F (trigonalni)
510 °C (tetraedrični))

Vrelišče

1860 °C, 2133 K, 3380 °F ([1] pri 1500 °C sublimira[2].)

Topnost (voda) 1,1 g/100mL (10 °C)
3,3 g/100mL (20 °C)
15,7 100 g/100mL (100 °C)
Topnost delno topen v metanolu
Kislost (pKa) ~ 4
Termokemija
Standardna tvorbena
entalpija
ΔfHo298
-1254 kJ/mol
Standardna molarna
entropija
So298
80,8 J/mol K
Specifična toplota, C 66,9 J/mol K
Nevarnosti
EU klasifikacija Repr. Cat. 2
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
1
 
Dovoljena stopnja
izpostavljenosti
(PEL)
TWA 15 mg/m3[3]
LD50 3163 mg/kg (oralno, podgana)
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za
material v standardnem stanju (pri 25 °C, 100 kPa)

Borov trioksid ali diborov trioksid je kemijska spojina s formulo B2O3. Je bela amorfna trdnina, ki po dolgotrajnem žarenju kristalizira. Spada med snovi, ki najteže kristalizirajo.

Za steklast borov trioksid (g-B2O3) se domneva, da je zgrajen iz šestčlenskih obročev, v katerih se izmenjujejo trojno koordinirani borovi in dvojno kooordinirani kisikovi atomi. Domneva je sporna, ker ni do sedaj nihče predlagal modela steklastega borovega trioksida z velikim številom šestčlenskih obročev in pravo gostoto. Zgleda, da je v zgradbo vključenih tudi nekaj trikotnikov BO3, še bolj verjetno pa spojina polimerizira v trakove in ploščice.[4][5] Kristalna oblika borovega trioksida (α-B2O3)[6] je zgrajena izključno iz trikotnikov BO3. Ta trigonalna, kremenu podobna struktura, je pri tlaku 9,5 GPa podvržena cezitu podobni pretvorbi v monoklinski β-B2O3.[7]

Priprava[uredi | uredi kodo]

Borov trioksid se pripravlja z obdelavo boraksa (Na2B4O7•10H2O ali Na2[B4O5(OH)4]•8H2O) z žveplovo kislino. Pri temperaturah nad 750 °C se iz natrijevega sulfata izloči talina, ki vsebuje 96–97 % borovega trioksida. Talino se zatem oddekantira in ohladi.[2]

Druga metoda je segrevanje borove kisline (H3BO3) nad približno 300 °C. Kislina pri približno 170 °C razpade na metaborovo kislino (HBO2) in vodno paro. Z nadaljnjim segrevanjem preko 300 °C metaborova kislina razpade v borov trioksid in še nekaj pare:

H3BO3 → HBO2 + H2O
2HBO2 → B2O3 + H2O

Borova kislina s segrevanjem na tekočinski kopeli preide v brezvodni kristalinični B2O3.[8] S skrbno nadzorovanim segrevanjem se lahko prepreči gumiranje zaradi odcepljanja vode. Tekoč borov trioksid korodira silikate.

Kristalizacija α-B2O3 iz taline pri normalnem tlaku je s kinetičnega stališča zaradi razlik v gostotah taline in kristala problematična. Mejna pogoja za kristalizacijo amorfne trdnine sta tlak 20 kbar in temperatura približno 200 °C.[9]

Borov trioksid nastaja tudi v reakciji diborana (B2H6) s kisikom iz zraka ali v prisotnosti sledov vlage:

2B2H6(g) + 3O2(g) → 2B2O3(s) + 6H2(g)
B2H6(g) + 3H2O(v) → B2O3(s) + 6H2(g)[10]

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. High temperature corrosion and materials chemistry: proceedings of the Per Kofstad Memorial Symposium. Proceedings of the Electrochemical Society. The Electrochemical Society (2000), str. 496. ISBN 1-56677-261-3.
  2. 2,0 2,1 P. Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. str. 119. ISBN 0-07-049439-8. Pridobljeno 6. junija 2009.
  3. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards 0060.
  4. H. Eckert (1992). Structural characterization of noncrystalline solids and glasses using solid state NMR. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 24 (3): 159–293. doi: 10.1016/0079-6565(92)80001-V.
  5. S.-J. Hwang, C. Fernandez, J.P. Amoureux, J. Cho, S.W. Martin, M. Pruski, (1997). Quantitative study of the short range order in B2O3 and B2S3 by MAS and two-dimensional triple-quantum MAS B NMR. Solid State Nuclear Magnetic Resonance 8 (2): 109–121. doi: 10.1016/S0926-2040(96)01280-5. PMID 9203284.
  6. G.E. Gurr, P.W. Montgomery, C.D. Knutson, B.T. Gorres (1970). The Crystal Structure of Trigonal Diboron Trioxide. Acta Crystallographica B 26 (7): 906–915. doi: 10.1107/S0567740870003369.
  7. V.V. Brazhkin, Y. Katayama, Y. Inamura, M.V. Kondrin, A.G. Lyapin, S.V. Popova, R.N. Voloshin (2003). Structural transformations in liquid, crystalline and glassy B2O3 under high pressure. JETP Letters 78 (6): 393–397. doi: 10.1134/1.1630134.
  8. S. Kocakuşak, K. Akçay, T. Ayok, H.J. Koöroğlu, M. Koral, Ö.T. Savaşçi, R. Tolun (1996). Production of anhydrous, crystalline boron oxide in fluidized bed reactor. Chemical Engineering and Processing 35 (4): 311–317. doi: 10.1016/0255-2701(95)04142-7.
  9. M.J. Aziz, E. Nygren, J.F. Hays, D. Turnbull (1985). Crystal Growth Kinetics of Boron Oxide Under Pressure. Journal of Applied Physics 57 (6): 2233. doi: 10.1063/1.334368.
  10. Diborane Storage & Delivery. AirProducts (2011).

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]