Bór-trifluorid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Bór-trifluorid
Boron-trifluoride-2D-dimensions.png
2 dimenziós
szerkezet
Boron-trifluoride-3D-vdW.png
3 dimenziós
szerkezet
Más nevek Trifluorborán
Kémiai azonosítók
CAS-szám 7637-07-2
PubChem 6356
ChemSpider 6116
EINECS-szám 231-569-5
ChEBI 33093
RTECS szám ED2275000
SMILES
FB(F)F
InChI
1/BF3/c2-1(3)4
StdInChIKey WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet BF3
Moláris tömeg 67,82 g/mol (vízmentes)
103,837 g/mol (dihidrát)
Megjelenés színtelen gáz (vízmentes)
színtelen folyadék (dihidrát)
Sűrűség 0,00276 g/cm3 (vízmentes gáz)
1,64 g/cm3 (dihidrát)
Olvadáspont −126,8 °C
Forráspont −100,3 °C
Oldhatóság (vízben) exoterm bomlás[1] (vízmentes)
jól oldódik (dihidrát)
Oldhatóság oldódik benzolban, toluolban, hexánban, kloroformban és diklórmetánban
Gőznyomás >50 atm (20°C)
Kristályszerkezet
Dipólusmomentum 0 D
Termokémia
Std. képződési
entalpia
ΔfHo298
−1137 kJ/mol
Standard moláris
entrópia
So298
254,3 J/mol K
Hőkapacitás, C 50,46 J/mol K
Veszélyek
EU osztályozás Nagyon mérgező (T+)
Maró (C)
EU Index 005-001-00-X
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
1
 
R mondatok R14, R26, R35
S mondatok (S1/2), S9, S26, S28, S36/37/39, S45
Lobbanáspont Nem gyúlékony
PEL C 1 ppm (3 mg/m3)
Rokon vegyületek
Azonos kation Bór-triklorid
Bór-tribromid
Bór-trijodid
Azonos anion Alumínium-fluorid
Gallium(III)-fluorid
Indium(III)-fluorid
Tallium(III)-fluorid
Rokon vegyületek Bór-monofluorid
Az infoboxban SI mértékegységek szerepelnek. Ahol lehetséges, az adatok standardállapotra (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. Az ezektől való eltérést egyértelműen jelezzük.

A bór-trifluorid a bór fluorral alkotott szervetlen vegyülete, kémiai képlete BF3. Standard nyomáson és hőmérsékleten színtelen, szúrós szagú, mérgező gáz, mely a nedves levegőn fehér füstöt képez. A bór-trifluorid fontos szerepet játszik a szerves szintézisekben, leggyakrabban mint Lewis-savat alkalmazzák, de sokoldalú építőköve más bórvegyületeknek is.

Szerkezet[szerkesztés]

A bór-trifluorid szerkezete, mutatva az üres p orbitált a π típusú datív kötésben.

A bór-trifluorid molekula síkháromszög alakú, benne a bór-fluor kötéstávolság mindenhol 131,3 pm. Mivel a molekula tökéletesen szimmetrikus, dipólusmomentuma nulla. A molekula izoelektronos a karbonátionnal (CO32−). A bór-trifluoridra sokszor elektronhiányosként hivatkoznak, amit megerősít az a tény, hogy Lewis-bázisokkal exoterm reakciókat visz végbe.

Előállítás[szerkesztés]

A bór-trifluorid ipari mértékű előállítása bór-oxidok hidrogén-fluoriddal való reakciójával történik:

B2O3 + 6 HF → 2 BF3 + 3 H2O

A hidrogén-fluoridot jellemzően helyben, kénsav és fluorit (kalcium-fluorid, CaF2) reakciójával állítják elő.[2] Évente megközelítőleg 2300-4500 tonna bór-trifluoridot gyártanak világszerte.[3]

Laboratóriumban legtöbbször benzoldiazónium-tetrafluoroborát hőbontásával állítják elő az alőbbi reakció szerint:[4]

PhN2BF4 → PhF + BF3 + N2

A vegyület előállítható nátrium-tetrafluorborát, bór-trioxid és kénsav reakciójával is:[5]

6 NaBF4 + B2O3 + 6 H2SO4 → 8 BF3 + 6 NaHSO4 + 3 H2O

Egy másik mód a fluor-szulfonsav bórsavval való reakciója:[6]

H3BO3 + 3 HSO3F → BF3 + 3 H2SO4

Reakciók[szerkesztés]

Az alumínium- és gallium-trihalogenidekkel ellentétben a bór-trihalogenidek mind monomerek és sebes halogéncserén mennek keresztül:

BF3 + BCl3 → BF2Cl + BCl2F

Mivel ez a reakció könnyedén végbemegy, a kevert halogenidek nem kaphatók meg tiszta formában. A bór trifluorid sokoldalú Lewis-sav, Lewis-bázisokkal, például fluoridokkal vagy éterekkel komplexeket alkot:

CsF + BF3 → CsBF4
O(C2H5)2 + BF3 → BF3O(C2H5)2

Hidrolízis[szerkesztés]

A bór-trifluorid vízzel reakcióba lép, a reakció során bórsav és fluorobórsav keletkezik. A reakció a H2O-BF3 akvakomplex képződésével kezdődik, amely később hidrogén-fluoridot veszít, a hidrogén-fluorid bór-trifluoriddal reagálva pedig fluorobórsavat alkot.[7]

4 BF3 + 3 H2O → 3 HBF4 + "B(OH)3"

A bór nehezebb trihalogenidjei nem visznek végbe hasonló reakciókat, feltehetően a tetraéderes anionjaik kisebb stabilitása miatt. A fluorobórsav erős savasságának köszönhetően a tetrafluorborát-anion elektrofil kationok, például diazónium-ionok kimutatására használható.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=4911&page=266
  2. Holleman, A. F.; Wiberg, E.. Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press (2001). ISBN 0-12-352651-5 
  3. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005
  4. Flood, D. T. (1933). „Fluorobenzene”. Org. Synth. 13, 46. o.  ; Coll. Vol. 2: 295
  5. Brauer, Georg. Handbook of Preparative Inorganic Chemistry Vol. 1, 2nd Ed.. Newyork: Academic Press, 220 & 773. o. (1963. november 9.). ISBN 978-0121266011 
  6. Georg Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2nd edition. Band 1. Academic Press, New York NY u. a. 1963, S. 219–221.
  7. Wamser, C. A. (1951). „Equilibria in the System Boron Trifluoride–Water at 25°”. Journal of the American Chemical Society 73 (1), 409–416. o. DOI:10.1021/ja01145a134.  

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Boron-trifluoride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.