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 Pradyot Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemicals. London : McGraw-Hill. str. 119. ISBN 0-07-049439-8. 
  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]