Jump to content

Бор триоксид

(Перенаправлено из борического ангидрида )
Бор триоксид
Кристаллическая структура B2O3 [1]
Имена
IUPAC name
Diboron trioxide
Other names
boron oxide, diboron trioxide, boron sesquioxide, boric oxide, boria
Boric anhydride
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.013.751 Измените это в Wikidata
EC Number
  • 215-125-8
11108
RTECS number
  • ED7900000
UNII
Properties
B2O3
Molar mass 69.6182 g/mol
Appearance white, glassy solid
Density 2.460 g/cm3, liquid;

2.55 g/cm3, trigonal;
3.11–3.146 g/cm3, monoclinic

Melting point 450 °C (842 °F; 723 K) (trigonal)
510 °C (tetrahedral)
Boiling point 1,860 °C (3,380 °F; 2,130 K) ,[2] sublimes at 1500 °C[3]
1.1 g/100mL (10 °C)
3.3 g/100mL (20 °C)
15.7 g/100mL (100 °C)
Solubility partially soluble in methanol
Acidity (pKa) ~ 4
−39.0·10−6 cm3/mol
Thermochemistry
66.9 J/(mol⋅K)
80.8 J/(mol⋅K)
−1254 kJ/mol
−832 kJ/mol
Hazards
Occupational safety and health (OHS/OSH):
Main hazards
Irritant[4]
GHS labelling:
GHS08: опасность для здоровья
Danger
H360FD
P201, P202, P281, P308+P313, P405, P501
NFPA 704 (fire diamond)
NFPA 704 четырехцветный бриллиантЗдоровье 2: Интенсивное или продолжительное, но не хроническое воздействие может привести к временному выведению в непосредственно или возможных остаточных травмах. Например, хлороформВозмалите 0: не горит. Например, водаНестабильность 0: обычно стабильная, даже в условиях воздействия огня, и не реагирует с водой. Например, жидкий азотСпециальные опасности (белый): нет кода
2
0
0
Flash point noncombustible
Lethal dose or concentration (LD, LC):
3163 mg/kg (oral, mouse)[5]
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)
TWA 15 mg/m3[4]
REL (Recommended)
TWA 10 mg/m3[4]
IDLH (Immediate danger)
2000 mg/m3[4]
Supplementary data page
Boron trioxide (data page)
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
проверятьY verify (what is проверятьY☒N ?)

Триоксид бора или триоксид дибурона является оксидом бора с формулой B 2 O 3 . Это бесцветный прозрачный твердый, почти всегда стеклянный (аморфный), который может быть кристаллизован только с большим трудом. Это также называется оксидом борика [ 6 ] или Бория . [ 7 ] Он имеет много важных промышленных применений, главным образом в керамике, в качестве потока для глазури и эмалей, а также в производстве очков .

Структура

[ редактировать ]

Триоксид бора имеет три известные формы: одна аморфная и два кристаллических.

Аморфная форма

[ редактировать ]

The amorphous form (g-B 2 O 3 ), безусловно, наиболее распространен. Считается, что он состоит из кольцевых колец , которые представляют собой шестичленные кольца, состоящие из чередующегося 3-координатного бора и 2-координатного кислорода.

Because of the difficulty of building disordered models at the correct density with many boroxol rings, this view was initially controversial, but such models have recently been constructed and exhibit properties in excellent agreement with experiment.[8][9] It is now recognized, from experimental and theoretical studies,[10][11][12][13][14] that the fraction of boron atoms belonging to boroxol rings in glassy B2O3 is somewhere between 0.73 and 0.83, with 0.75 = 3/4 corresponding to a 1:1 ratio between ring and non-ring units. The number of boroxol rings decays in the liquid state with increasing temperature.[15]

Crystalline α form

[edit]

The crystalline form (α-B2O3) is exclusively composed of BO3 triangles. It crystal structure was initially believed to be the enantiomorphic space groups P31(#144) and P32(#145), like γ-glycine;[16][17] but was later revised to the enantiomorphic space groups P3121(#152) and P3221(#154) in the trigonal crystal system, like α-quartz[18]

Crystallization of α-B2O3 from the molten state at ambient pressure is strongly kinetically disfavored (compare liquid and crystal densities). It can be obtained with prologued annealing of the amorphous solid ~200 °C under at least 10 kbar of pressure.[19][1]

Crystalline β form

[edit]

The trigonal network undergoes a coesite-like transformation to monoclinic β-B2O3 at several gigapascals (9.5 GPa).[20]

Preparation

[edit]

Boron trioxide is produced by treating borax with sulfuric acid in a fusion furnace. At temperatures above 750 °C, the molten boron oxide layer separates out from sodium sulfate. It is then decanted, cooled and obtained in 96–97% purity.[3]

Another method is heating boric acid above ~300 °C. Boric acid will initially decompose into steam, (H2O(g)) and metaboric acid (HBO2) at around 170 °C, and further heating above 300 °C will produce more steam and diboron trioxide. The reactions are:

H3BO3 → HBO2 + H2O
2 HBO2B2O3 + H2O

Boric acid goes to anhydrous microcrystalline B2O3 in a heated fluidized bed.[21] Carefully controlled heating rate avoids gumming as water evolves.

Boron oxide will also form when diborane (B2H6) reacts with oxygen in the air or trace amounts of moisture:

2B2H6(g) + 3O2(g) → 2B2O3(s) + 6H2(g)
B2H6(g) + 3H2O(g) → B2O3(s) + 6H2(g)[22]

Reactions

[edit]

Molten boron oxide attacks silicates. Containers can be passivated internally with a graphitized carbon layer obtained by thermal decomposition of acetylene.[23]

Applications

[edit]

See also

[edit]

References

[edit]
  1. ^ Jump up to: a b Gurr, G. E.; Montgomery, P. W.; Knutson, C. D.; Gorres, B. T. (1970). "The Crystal Structure of Trigonal Diboron Trioxide". Acta Crystallographica B. 26 (7): 906–915. doi:10.1107/S0567740870003369.
  2. ^ High temperature corrosion and materials chemistry: proceedings of the Per Kofstad Memorial Symposium. Proceedings of the Electrochemical Society. The Electrochemical Society. 2000. p. 496. ISBN 978-1-56677-261-7.
  3. ^ Jump up to: a b Patnaik, P. (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. p. 119. ISBN 978-0-07-049439-8. Retrieved 2009-06-06.
  4. ^ Jump up to: a b c d NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0060". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  5. ^ "Boron oxide". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  6. ^ L. McCulloch (1937): "A Crystalline Boric Oxide". Journal of the American Chemical Society, volume 59, issue 12, pages 2650–2652. doi:10.1021/ja01291a05
  7. ^ I.Vishnevetsky and M.Epstein (2015): "Solar carbothermic reduction of alumina, magnesia and boria under vacuum". Solar Energy, volume 111, pages 236-251 doi:10.1016/j.solener.2014.10.039
  8. ^ Ferlat, G.; Charpentier, T.; Seitsonen, A. P.; Takada, A.; Lazzeri, M.; Cormier, L.; Calas, G.; Mauri. F. (2008). "Boroxol Rings in Liquid and Vitreous B2O3 from First Principles". Phys. Rev. Lett. 101 (6): 065504. Bibcode:2008PhRvL.101f5504F. doi:10.1103/PhysRevLett.101.065504. PMID 18764473.
  9. ^ Ferlat, G.; Seitsonen, A. P.; Lazzeri, M.; Mauri, F. (2012). "Hidden polymorphs drive vitrification in B2O3". Nature Materials Letters. 11 (11): 925–929. arXiv:1209.3482. Bibcode:2012NatMa..11..925F. doi:10.1038/NMAT3416. PMID 22941329. S2CID 11567458.
  10. ^ Hung, I.; et al. (2009). "Determination of the bond-angle distribution in vitreous B2O3 by rotation (DOR) NMR spectroscopy". Journal of Solid State Chemistry. 182 (9): 2402–2408. Bibcode:2009JSSCh.182.2402H. doi:10.1016/j.jssc.2009.06.025.
  11. ^ Soper, A. K. (2011). "Boroxol rings from diffraction data on vitreous boron trioxide". J. Phys.: Condens. Matter. 23 (36): 365402. Bibcode:2011JPCM...23.5402S. doi:10.1088/0953-8984/23/36/365402. PMID 21865633. S2CID 5291179.
  12. ^ Joo, C.; et al. (2000). "The ring structure of boron trioxide glass". Journal of Non-Crystalline Solids. 261 (1–3): 282–286. Bibcode:2000JNCS..261..282J. doi:10.1016/s0022-3093(99)00609-2.
  13. ^ Zwanziger, J. W. (2005). "The NMR response of boroxol rings: a density functional theory study". Solid State Nuclear Magnetic Resonance. 27 (1–2): 5–9. doi:10.1016/j.ssnmr.2004.08.004. PMID 15589722.
  14. ^ Micoulaut, M. (1997). "The structure of vitreous B2O3 obtained from a thermostatistical model of agglomeration". Journal of Molecular Liquids. 71 (2–3): 107–114. doi:10.1016/s0167-7322(97)00003-2.
  15. ^ Alderman, O. L. G. Ferlat, G. Baroni, A. Salanne, M. Micoulaut, M. Benmore, C. J. Lin, A. Tamalonis, A. Weber, J. K. R. (2015). "Liquid B2O3 up to 1700K: X-ray diffraction and boroxol ring dissolution" (PDF). Journal of Physics: Condensed Matter. 27 (45): 455104. Bibcode:2015JPCM...27S5104A. doi:10.1088/0953-8984/27/45/455104. PMID 26499978. S2CID 21783488.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  16. ^ Gurr, G. E.; Montgomery, P. W.; Knutson, C. D.; Gorres, B. T. (1970). "The crystal structure of trigonal diboron trioxide". Acta Crystallographica B. 26 (7): 906–915. doi:10.1107/S0567740870003369.
  17. ^ Strong, S. L.; Wells, A. F.; Kaplow, R. (1971). "On the crystal structure of B2O3". Acta Crystallographica B. 27 (8): 1662–1663. doi:10.1107/S0567740871004515.
  18. ^ Effenberger, H.; Lengauer, C. L.; Parthé, E. (2001). "Trigonal B2O3 with Higher Space-Group Symmetry: Results of a Reevaluation". Monatshefte für Chemie. 132 (12): 1515–1517. doi:10.1007/s007060170008. S2CID 97795834.
  19. ^ Aziz, M. J.; Nygren, E.; Hays, J. F.; Turnbull, D. (1985). "Crystal Growth Kinetics of Boron Oxide Under Pressure". Journal of Applied Physics. 57 (6): 2233. Bibcode:1985JAP....57.2233A. doi:10.1063/1.334368.
  20. ^ Brazhkin, V. V.; Katayama, Y.; Inamura, Y.; Kondrin, M. V.; Lyapin, A. G.; Popova, S. V.; Voloshin, R. N. (2003). "Structural transformations in liquid, crystalline and glassy B2O3 under high pressure". JETP Letters. 78 (6): 393–397. Bibcode:2003JETPL..78..393B. doi:10.1134/1.1630134. S2CID 189764568.
  21. ^ Kocakuşak, S.; Akçay, K.; Ayok, T.; Koöroğlu, H. J.; Koral, M.; Savaşçi, Ö. T.; Tolun, R. (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.
  22. ^ AirProducts (2011). "Diborane Storage & Delivery" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2015-02-04. Retrieved 2013-08-21. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
  23. ^ Morelock, C. R. (1961). "Research Laboratory Report #61-RL-2672M". General Electric. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b3e29b84fc35ce91957be41a1e71882d__1709589660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b3/2d/b3e29b84fc35ce91957be41a1e71882d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Boron trioxide - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)