化學(xué)性質(zhì)

中文名氧化硼
外文名Boron trioxide
別名三氧化二硼
化學(xué)式B2O3
分子量69.62
CAS登錄號(hào)1303-86-2
EINECS登錄號(hào)215-125-8

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物性數(shù)據(jù)

1、性狀: 無色玻璃狀晶體或粉末。

2、密度(g/mL,25/4℃): 1.812(無定形)、2.46(結(jié)晶)

3、熔點(diǎn)(oC):,450℃(結(jié)晶)

4、沸點(diǎn)(oC,常壓):1860

5、溶解性:溶于水,成為硼酸。溶于酸、堿溶液

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

1、摩爾折射率:無可用的

2、摩爾體積(cm3/mol):無可用的

3、等張比容(90.2K):無可用的

4、表面張力(dyne/cm):無可用的

5、介電常數(shù):無可用的

6、極化率(10-24cm3):無可用的

7、單一同位素質(zhì)量:70.003356 Da

8、標(biāo)稱質(zhì)量:70 Da

9、平均質(zhì)量:69.6202 Da

計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)

1、氫鍵供體數(shù)量:0

2、氫鍵受體數(shù)量:3

3、可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0

4、拓?fù)浞肿訕O性表面積(TPSA):43.4

5、重原子數(shù)量:5

6、表面電荷:0

7、復(fù)雜度:34.2

8、同位素原子數(shù)量:0

9、確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

10、不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

11、確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

12、不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

13、共價(jià)鍵單元數(shù)量:1

結(jié)構(gòu)性質(zhì)

玻璃狀氧化硼(g-B2O3)很可能是一種由許多三角形BO3單元通過共用氧原子部分有序連接而成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中以硼氧相間的六元環(huán)B3O3占優(yōu)勢(shì)。該六元環(huán)中,硼原子為三配位,氧原子為二配位。該玻璃體在325-450 °C時(shí)軟化,其密度隨受熱情況而有一個(gè)變化范圍。加熱時(shí),玻璃體氧化硼結(jié)構(gòu)中的無序度增加。超過450 °C時(shí)會(huì)產(chǎn)生有極性的-B=O基。高于1000 °C時(shí),氧化硼蒸氣則全部由B2O3單體組成,其結(jié)構(gòu)為角形的 O=B-O-B=O。

常壓下使液態(tài)的氧化硼在200-250 °C范圍內(nèi)結(jié)晶,可以形成普通的六方晶系氧化硼(α-B2O3),其結(jié)構(gòu)幾乎全部由三角形的BO3單元組成。

在22000atm和400 °C時(shí),α-B2O3轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏盒偷膯涡本wβ-B2O3。該轉(zhuǎn)變過程類似于石英在高壓下到柯石英的轉(zhuǎn)化。除此之外,β-B2O3也可以由液態(tài)氧化硼在40000atm和600 °C時(shí)結(jié)晶得到。

β-B2O3的體積模量很大(K = 180 GPa)。g-B2O3和β-B2O3的維氏硬度分別為1.5GPa和16GPa。

性質(zhì)與穩(wěn)定性

1、如果遵照規(guī)格使用和儲(chǔ)存則不會(huì)分解,未有已知危險(xiǎn)反應(yīng),避免水分、潮濕。

2、表面有滑膩感,無味??扇苡谒?、乙醇、熱水,微溶于冷水。對(duì)熱穩(wěn)定,白熱時(shí)也不被碳還原,但堿金屬以及鎂、鋁皆能使之還原成單質(zhì)硼。加熱至600 ℃時(shí),可變成黏性很大的液體。在空氣中可強(qiáng)烈地吸水,生成硼酸。可與若干種金屬氧化物化合而形成具有特征顏色的硼玻璃,能與堿金屬、銅、銀、鋁、砷、銻、鉍的氧化物完全混溶。有毒!

3、晶狀硼酸制得的三氧化二硼是一種白色、多孔、微微熔結(jié)的物質(zhì)。它很容易被粉碎,不過在操作中必須排除大氣中的水汽。該三氧化二硼有很高的反應(yīng)性,當(dāng)與水汽接觸時(shí)會(huì)放出熱量并發(fā)咝咝聲。

生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)

對(duì)水是稍微有危害的,不要讓未稀釋或大量的產(chǎn)品接觸地下水、水道或者污水系統(tǒng),若無政府許可,勿將材料排入周圍環(huán)境。

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

1、急性毒性:小鼠引入腹膜LD50:1868mg/kg小鼠口經(jīng)LD50:3163mg/kg,小鼠經(jīng)口LD50:3163mg/kg。

2、可刺激鼻、眼及皮膚,引起結(jié)膜炎、紅疹。

貯存方法

1、保持貯藏器密封、儲(chǔ)存在陰涼、干燥的地方,確保工作間有良好的通風(fēng)或排氣裝置,遠(yuǎn)離火種、熱源。

2、應(yīng)與酸類分開存放,切忌混貯。工作人員應(yīng)做好防護(hù),若不慎觸及皮膚和眼睛,應(yīng)立即用大量清水進(jìn)行沖洗

 

合成方法

1、常壓法

將硼酸送入加熱釜內(nèi),升溫,硼酸徐徐脫水。當(dāng)溫度升到107.5℃時(shí)變?yōu)槠鹚?HBO2),升溫到150~160℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐鹚?H2B4O7),650℃以上則熔體產(chǎn)生大量泡沫,最終將溫度保持在800~1000℃,灼燒脫水到物料呈紅色并不再鼓泡為止。熔料相對(duì)密度為1.52。這時(shí)開啟抽絲機(jī)進(jìn)行抽絲,溫度控制在700~900℃。然后將抽絲機(jī)上的氧化硼絲用退切機(jī)切斷,包裝,得氧化硼成品。其反應(yīng)方程式如下:

2、真空法

將硼酸置于不銹鋼盤中,放入烘箱內(nèi)先烘1.5 h,再升溫至150℃,加熱4 h。加熱過程中要經(jīng)常翻動(dòng),使其脫水均勻。接著將物料移出,冷卻,粉碎,然后置于真空烘箱中,保持密封,在220℃下加熱1.5 h,再升溫至260℃,并加熱4 h。再將物料冷卻、粉碎,放入管式爐中,加熱溫度控制在280℃,在真空下脫水4h,制得氧化硼產(chǎn)品。

3、將晶狀的硼酸裝在一只小皿中。放在裝有五氧化二磷的干燥反應(yīng)器中并在真空下加熱至200℃使之完全脫水。水真空泵提供的真空度已夠用了,但最好采用較高真空度的真空泵。重要的是溫度要慢慢地升高到200℃,否則硼酸會(huì)熔結(jié)起來而妨礙水汽的進(jìn)一步逸散。所用的量越大,在200℃下加熱的時(shí)間應(yīng)越長,有時(shí)保溫達(dá)4h以上,脫水才能完全。對(duì)于3g硼酸,加熱1h就夠了。另外,在溫度保持不超過200℃的條件下,可以在干燥空氣流中進(jìn)行硼酸的脫水。所用干燥空氣是將空氣通過硫酸,然后再通過五氧化二磷或多孔性氧化鋇進(jìn)行干燥而得

 

用途

1、硅酸鹽分析中測(cè)定二氧化硅和堿,吹管分析,分解硅酸鹽的助熔劑。

2、用作硅酸鹽分解時(shí)的助熔劑,半導(dǎo)體材料的摻雜劑,耐熱玻璃器皿和油漆耐火添加劑。是制取元素硼和各種硼化合物的原料。

3、在冶金工業(yè)上用于合金鋼的生產(chǎn)。

4、可用作有機(jī)合成的催化劑,高溫用潤滑劑的添加劑以及化學(xué)試劑等。

5、用作分析試劑,如分解樣品的助熔劑,用于硼的制備。還用作半導(dǎo)體硅的摻雜源。高純?cè)噭糜诎雽?dǎo)體生產(chǎn)中的外延、擴(kuò)散工序。