โบรอนไตรออกไซด์

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ไดโบรอนไตรออกไซด์
ชื่ออื่นๆ โบรอนออกไซด์, ไดโบรอนไตรออกไซด์, โบรอนเซสควิออกไซด์, บอริกออกไซด์, โบเรีย, บอริก แอนไฮไดรด์
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	1303-86-2 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:30163 วาย
เคมสไปเดอร์	452485 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100.013.751
หมายเลข EC	215-125-8
อ้างอิง Gmelin	11108
PubChem CID	518682
หมายเลข RTECS	ED7900000
มหาวิทยาลัย	483W67CPF4 วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID7034387
อินชิ InChI=1S/B2O3/c3-1-5-2-4 วาย คีย์: JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N วาย InChI=1/B2O3/c3-1-5-2-4 รหัส: JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYAI
รอยยิ้ม O=บ็อบ=โอ
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	บี2โอ3
มวลโมลาร์	69.6182 กรัม/โมล
รูปร่าง	ของแข็งสีขาวใส
ความหนาแน่น	2.460 กรัม/ซม³ของเหลว; 2.55 กรัม/ซม³ , ไตรโกนัล; 3.11–3.146 กรัม/ซม³ , โมโนคลินิก
จุดหลอมเหลว	450 °C (842 °F; 723 K) (ทรงสามเหลี่ยม) 510 °C (ทรงสี่หน้า)
จุดเดือด	1,860 °C (3,380 °F; 2,130 K) [ 2 ]ระเหิดที่ 1500 °C [ 3 ]
ความสามารถในการละลายในน้ำ	1.1 กรัม/100 มิลลิลิตร (10 °C) 3.3 กรัม/100 มิลลิลิตร (20 °C) 15.7 กรัม/100 มิลลิลิตร (100 °C)
ความสามารถในการละลาย	ละลายได้บางส่วนในเมทานอล
ความ เป็น กรด ( pKa )	~ 4
ความไวต่อสนามแม่เหล็ก (χ)	−39.0·10 −6 cm 3 /mol
เทอร์โมเคมี
ความจุความร้อน( C )	66.9 จูล/(โมล⋅เคลวิน)
เอนโทรปีโมลาร์มาตรฐาน( S ⦵ 298 )	80.8 จูล/(โมล⋅เคลวิน)
เอนทาลปีมาตรฐานของการเกิด(Δ f H ⦵ 298 )	−1254 กิโลจูล/โมล
พลังงานอิสระของกิบส์(Δ f G ⦵ )	−832 กิโลจูล/โมล
อันตราย
ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OHS/OSH):
อันตรายหลัก	สารระคายเคือง[ 4 ]
การติดฉลากGHS :
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	อันตราย
คำเตือนเกี่ยวกับอันตราย	เอช360เอฟดี
คำเตือน	P201 , P202 , P281 , P308+P313 , P405 , P501
มาตรฐาน NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)	2 0 0
จุดวาบไฟ	ไม่ติดไฟ
ปริมาณหรือความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิต (LD, LC):
LD 50 ( ขนาดยาเฉลี่ย )	3163 มก./กก. (รับประทานทางปาก, หนู) [ 5 ]
NIOSH (ขีดจำกัดการสัมผัสต่อสุขภาพในสหรัฐอเมริกา):
PEL (อนุญาต)	TWA 15 มก./ ตร.ม. [ 4 ]
REL (แนะนำ)	TWA 10 มก./ ตร.ม. [ 4 ]
IDLH (อันตรายทันที)	2000 มก./ ตร.ม. [ 4 ]
หน้าข้อมูลเพิ่มเติม
โบรอนไตรออกไซด์ (หน้าข้อมูล)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) วาย ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โบรอนไตรออกไซด์หรือไดโบรอนไตรออกไซด์_เป็นออกไซด์ของโบรอนที่มีสูตรB₂O₃เป็นของแข็งโปร่งใสไม่มีสี เกือบตลอดเวลาเป็นแก้ว (อสัณฐาน) ซึ่งสามารถตกผลึกได้ยากมาก เรียกอีกอย่างว่า_โบริกออกไซด์^{[ 6 ]}หรือโบเรีย [ ^{7 ] มี} การใช้งานทางอุตสาหกรรมที่สำคัญหลายอย่าง โดยเฉพาะในเซรามิกส์เป็นฟลักซ์สำหรับเคลือบและเคลือบฟัน และในการผลิต แก้ว

โบรอนไตรออกไซด์มีรูปแบบที่รู้จักกัน 3 รูปแบบ คือ รูปแบบอสัณฐาน 1 รูปแบบ และรูปแบบผลึก 2 รูปแบบ

รูปแบบอสัณฐาน (g- B ₂ O ₃ ) เป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุด เชื่อกันว่าประกอบด้วยวงแหวนโบรอคซอลซึ่งเป็นวงแหวนหกเหลี่ยมที่ประกอบด้วยโบรอนที่มีการประสานงาน 3 ตำแหน่งสลับกับออกซิเจนที่มีการประสานงาน 2 ตำแหน่ง

เนื่องจากความยากลำบากในการสร้างแบบจำลองที่ไม่เป็นระเบียบที่ความหนาแน่นที่ถูกต้องโดยมีวงแหวนบอรอคซอลจำนวนมาก มุมมองนี้จึงเป็นที่ถกเถียงกันในตอนแรก แต่เมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการสร้างแบบจำลองดังกล่าวขึ้นและแสดงคุณสมบัติที่สอดคล้องกับการทดลองเป็นอย่างดี^{[ 8 ] [ 9 ]}ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับแล้วจากการศึกษาเชิงทดลองและเชิงทฤษฎี^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}ว่าสัดส่วนของอะตอมโบรอนที่อยู่ในวงแหวนบอรอคซอลในB ₂ O ₃ ที่เป็นแก้ว นั้นอยู่ระหว่าง 0.73 ถึง 0.83 โดย 0.75 = 3/4 สอดคล้องกับอัตราส่วน 1:1 ระหว่างหน่วยวงแหวนและหน่วยที่ไม่ใช่วงแหวน จำนวนวงแหวนบอรอคซอลจะลดลงในสถานะของเหลวเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น^{[ 15 ] [ 16 ]}

รูปแบบผลึก (α- B ₂ O ₃ ) ประกอบด้วยสามเหลี่ยม BO ₃ เท่านั้น โครงสร้างผลึกในตอนแรกเชื่อว่าเป็นกลุ่มพื้นที่เอนันติโอเมอร์ฟิก P3 ₁ (#144) และ P3 ₂ (#145) เช่นเดียวกับ γ-ไกลซีน^{[ 17 ] [ 18 ]}แต่ต่อมาได้รับการแก้ไขเป็นกลุ่มพื้นที่เอนันติโอเมอร์ฟิก P3 ₁ 21(#152) และ P3 ₂ 21(#154) ในระบบผลึกแบบสามเหลี่ยมเช่นเดียวกับ α- ควอตซ์^{[ 19 ]}

การตกผลึกของ α- _B2O3จากสถานะหลอมเหลวที่ความดันบรรยากาศไม่เอื้ออำนวยอย่างมากในเชิงจลนศาสตร์ (เปรียบเทียบความหนาแน่นของของเหลวและผลึก) สามารถทำได้โดยการอบ ของแข็งอสัณฐาน _เป็น เวลานานที่ อุณหภูมิประมาณ 200 °C ภายใต้ความดันอย่างน้อย 10 kbar ^{[ 20 ] [ 1 ]}

โครงข่ายสามเหลี่ยมจะเกิดการเปลี่ยนแปลงคล้ายโคเอไซต์ไปเป็นโมโนคลินิกβ - _B2O3ที่ความดันหลายกิกะปาสคาล (9.5 GPa ₎ ^{[ 21 ]}

โบรอนไตรออกไซด์ผลิตขึ้นโดยการนำบอแรกซ์ ไปทำปฏิกิริยา กับกรดซัลฟิวริกในเตาหลอมที่อุณหภูมิสูงกว่า 750 °C ชั้นโบรอนออกไซด์ที่หลอมเหลวจะแยกตัวออกจากโซเดียมซัลเฟตจากนั้นจึงเทออก ทำให้เย็นลง และได้โบรอนที่มีความบริสุทธิ์ 96–97% ^{[ 3 ]}

อีกวิธีหนึ่งคือการให้ความร้อนแก่กรดบอริกที่อุณหภูมิสูงกว่า ~300 °C กรดบอริกจะสลายตัวในขั้นต้นเป็นไอน้ำ (H₂O _{( g)} ) และกรดเมตาบอริก (HBO₂ ₎ ที่อุณหภูมิประมาณ 170 °C และการให้ความร้อนต่อไปที่ อุณหภูมิสูงกว่า 300 °C จะทำให้เกิดไอน้ำและไดบอรอนไตรออกไซด์มากขึ้น ปฏิกิริยาเป็นดังนี้:

H₃BO₃ → _HBO₂ + _H₂O​​_​​

2 HBO ₂ → B ₂ O ₃ + H ₂ O

กรดบอริกเปลี่ยนเป็น B2O3 ไมโครคริสตัลไลน์ปราศจากน้ำใน_{เตาเผา}แบบฟลูอิไดซ์เบดที่ได้รับความร้อน[ ^{22 ] อัตรา} การให้ความร้อนที่ควบคุมอย่างระมัดระวังจะช่วยหลีกเลี่ยงการเกิดการเหนียวข้นเมื่อน้ำระเหยออกมา

_{นอกจาก นี้}โบรอนออกไซด์จะเกิดขึ้นเมื่อไดโบเรน (B₂H₆ ) _ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศหรือความชื้นในปริมาณเล็กน้อย:

2B ₂ H ₆ (ก.) + 3O ₂ (ก.) → 2 B ₂ O ₃ (s) + 6H ₂ (ก.)

B ₂ H ₆ (g) + 3H ₂ O(g) → B ₂ O ₃ (s) + 6H ₂ (g) ^{[ 23 ]}

โบรอนออกไซด์หลอมเหลวจะโจมตีซิลิเกต ภาชนะสามารถป้องกันภายในได้ด้วยชั้นคาร์บอนกราไฟต์ที่ได้จากการสลายตัวทางความร้อนของอะเซทิลีน^{[ 24 ]}

• ส่วนประกอบหลักของแก้วบอโรซิลิเกต
• สารช่วยหลอมละลายสำหรับงานแก้วและงานเคลือบ
• สารเติมแต่งที่ใช้ในเส้นใยแก้ว ( เส้นใยนำแสง )
• ชั้นเคลือบเฉื่อยในกระบวนการห่อหุ้มของเหลวแบบ Czochralski สำหรับการผลิตผลึกเดี่ยว ของ แกลเลียมอาร์เซไนด์
• ในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาที่ เป็นกรด ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์
• ใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตสารประกอบโบรอนอื่นๆ เช่นโบรอนคาร์ไบด์

• โบรอนซับออกไซด์
• กรดบอริก
• ซัสโซไลต์
• ทริส(2,2,2-ไตรฟลูออโรเอทิล) บอเรต

• บัญชีรายชื่อสารมลพิษแห่งชาติ: โบรอนและสารประกอบ
• ข้อมูลจากรัฐบาลออสเตรเลีย
• ข้อมูลอันตรายจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NIH)โปรดดูที่เว็บไซต์NIH
• เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุ
• คู่มือพกพาของ CDC - NIOSH เกี่ยวกับอันตรายจากสารเคมี - โบรอนออกไซด์