Borsesquioxid | ||
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![]() | ||
__ B 3+ __ O 2− | ||
Identifizierung | ||
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Synonyme |
Boroxid, Dibortrioxid, Borsesquioxid, Borsäureoxid, Borsäureanhydrid |
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N o CAS | ||
N o ECHA | 100.013.751 | |
N o EG | 215-125-8 | |
PubChem | 518682 | |
LÄCHELN |
O = BOB = O , |
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InChI |
Std. InChI: InChI = 1S / B2O3 / c3-1-5-2-4 Std. InChIKey: JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N |
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Aussehen | farblose bis weiße Kristalle, reinweiße Kristallform. | |
Chemische Eigenschaften | ||
Brute Formel |
B 2 O 3 [Isomere] |
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Molmasse | 69,62 ± 0,015 g / mol B 31,06%, O 68,94%, |
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Physikalische Eigenschaften | ||
T ° Fusion | 450 ° C , 460 ° C. | |
T ° kochen | 1,860 ° C. | |
Löslichkeit | 36 g l −1 (Wasser, 25 ° C ) | |
Volumenmasse | 2,46 g cm –3 | |
Kristallographie | ||
Kristallsystem | orthorhombisch | |
Optische Eigenschaften | ||
Brechungsindex | 1,64 1,61 | |
Vorsichtsmaßnahmen | ||
SGH | ||
![]() P201 : Besorgen Sie sich vor Gebrauch spezielle Anweisungen. P308 + P313 : Bei nachgewiesener oder vermuteter Exposition: ärztlichen Rat einholen. |
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NFPA 704 | ||
0 2 0 | ||
Transport | ||
nicht regulierungspflichtig | ||
Ökotoxikologie | ||
DL 50 | 1.868 mg / kg (Maus, intraperitoneal) 3.163 mg / kg (Maus, oral) |
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Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben. | ||
Das Bortrioxid , oder durch Anpassung der englischen oder deutschen Wissenschaftler, das Dibortrioxid durch vereinfachte Bortrioxid , ist eine chemische Verbindung der Formel B 2 O 3und daher einen Teil der Boroxide bilden . Borsesquioxid liegt in Form eines orthorhombischen Gitters mit weißem Kristall vor. Es ist bei 0 ° C in Wasser sehr schwer löslich , in heißem Wasser jedoch besser löslich.
Es gibt eine zweite polymorphe Form , die am häufigsten vorkommt: Es handelt sich um ein glasartiges Material, dh einen durchscheinenden amorphen Feststoff , der farblos bis glasig weiß ist. Es ist jedoch möglich, es nach einem schweren Glühprozess ganz oder teilweise kristallisieren zu lassen . Die glasartige Form mit einer Glasübergangstemperatur zwischen 577 ° C und 450 ° C ist leichter, hat eine Dichte von 1,85 g / cm 3 , weist nicht die gleichen optischen Eigenschaften auf (zweiachsiger Brechungsindex von 1,459 und 1,481) und zeigt a geringere Löslichkeit in Wasser: 1,1 g pro 100 g Wasser bei 0 ° C jedoch 15,7 g pro 100 g Wasser bei 100 ° C . Es ist jedoch in Säure, Alkohol bei 95 ° und Glycerin oder Glycerin löslich.
Dieses farblose Glasmaterial findet sich in der Zusammensetzung bestimmter Spezialgläser.
Glasborsesquioxid oder γ-B 2 O 3besteht angeblich aus cyclischem Boroxol, bei dem es sich um Zyklen aus sechs Elementen handelt, die zwischen dreiwertigem Bor und zweiwertigem Sauerstoff wechseln. Diese Theorie ist umstritten, da noch kein Modell aus glasartigem Bortrioxid hergestellt wurde, das solche Ringe enthält und die richtige Dichte aufweist. Die Zyklen würden einige Dreiecke von BO 3 bilden aber im wesentlichen polymerisieren in Form von Bändern oder Laminatschichten.
Die kristalline Form von Bortrioxid oder α-B 2 O 3besteht ausschließlich aus Dreiecken aus BO 3. Diese trigonale Struktur ähnlich der trapezförmigen Konfiguration von Quarz unterliegt einer coesitartigen Umwandlung in eine monokline Konfiguration in β-B 2 O 3bei mehreren Gigapascal ( 9,5 GPa ).
Kristallisation von α-B 2 O 3bei Raumtemperatur ist die Randbedingungen für die Kristallisation des amorphen Feststoffs sind kinetisch sehr ungünstig, 10 kbar und 200 ° C .
Die Zugehörigkeit seiner Struktur zu den Gruppen der Enantiomorphen P3 1 (# 144); P3 2 (# 145) (wie γ-Glycin) wurde a posteriori überarbeitet, wobei seine Struktur tatsächlich zu den enantiomorphen Gruppen P3 1 21 (# 152) gehört; P3 2 21 (Nr. 154) (wie α-Quarz).
Bortrioxid wird durch Behandeln von Borax mit Schwefelsäure in einem Schmelzofen bei Temperaturen über 750 ° C hergestellt , wo eine Phasentrennung zwischen geschmolzenem Boroxid und Natriumsulfat stattfindet . Die erhaltene Verbindung hat nach dem Dekantieren und Abkühlen eine Reinheit von etwa 96 bis 97%.
Eine alternative Methode besteht darin, die Borsäure auf über 300 ° C zu erhitzen . Borsäure zerfällt in Wasser und Metaborinsäure (HBO 2)) bei 170 ° C dann in Wasser und Bortrioxid bei 300 ° C nach folgenden Reaktionen:
H 3 BO 3→ HBO 2+ H 2 O.2HBO 2→ B 2 O 3+ H 2 O.Borsäure ermöglicht die Bildung von B 2 O 3 wasserfrei in mikrokristalliner Form bei Verwendung eines indirekt beheizten Wirbelschichttrockners.
Der isostatische Elastizitätsmodul von β-B 2 O 3beträgt 180 GPa , was ziemlich hoch ist, seine Vickers-Härte sowie die von γ-B 2 O 3in Höhe von 16 GPa .
Bortrioxid ist eine Säure; es ist hygroskopisch und verwandelt sich bei Kontakt mit Wasser in Borsäure . Durch Reduktion mit Magnesium , Kalium oder Wasserstoff ist , ist es möglich , zu erhalten , Bor .
B 2 O 3+ 3 Mg → 2 B + 3 MgO ( ΔH = –533 kJ )So wurde auch Bor zum ersten Mal synthetisiert. 1808 gelang es den französischen Chemikern Louis Joseph Gay-Lussac und Louis Jacques Thénard , durch Reduktion von Bortrioxid durch Kalium unreines Bor zu erhalten. Die erste Probe von hochreinem Bor wurde 1909 vom amerikanischen Chemiker Ezekiel Weintraub durch Reduktion von Bortrioxid mit Dihydrogen unter einem Lichtbogen erhalten .
B 2 O 3kann als Äquivalent eines Säureanhydrids angesehen werden. Es reagiert heiß mit Metalloxiden, zum Beispiel:
B 2 O 3+ CaO → Ca (BO 2 ) 2 farbiges Metaborat
Diese Reaktion, bei der mit Metalloxiden unterschiedlich gefärbte (Meta) Borate erzeugt werden, entspricht dem Boraxperlentest. Wir verstehen seine Rolle als Lötflussmittel unter dieser Fähigkeit, Metalle in eine ausgefeilte oder oft sehr komplexe Boratstruktur einzubauen.
Es hat auch einen basischen Charakter mit sehr sauren Oxiden vom Typ P 2 O 5 oder As 2 O 5.
B 2 O 3 + P 2 O 5 → 2 BPO 4