Русская Википедия:Оксид бора
Шаблон:Вещество Окси́д бо́ра (сесквиоксид бора, борный ангидрид) <chem>B2O3</chem> — бинарное неорганическое химическое соединение бора с кислородом, ангидрид борной кислоты, бесцветное, довольно тугоплавкое, стекловидное или кристаллическое вещество, диэлектрик.
Стеклообразный оксид бора имеет слоистую структуру (расстояние между слоями 0,185 нм), в слоях атомы бора расположены внутри равносторонних треугольников <chem>BO3</chem> (d В—О=0,145 нм). Эта модификация плавится в интервале температур 325—450 °C и обладает высокой твёрдостью. Она получается при нагревании бора на воздухе 700 °C или обезвоживанием ортоборной кислоты. Кристаллический <chem>B2O3</chem>, который получают осторожным отщеплением воды от метаборной кислоты <chem>HBO2</chem>, существует в двух модификациях — с гексагональной кристаллической решёткой, при 400 °C и 2200 МПа переходящей в моноклинную.
Свойства
- Борный ангидрид гигроскопичен, он бурно растворяется в воде, образуя вначале различные метаборные кислоты общей формулы <chem>(HBO2)_n
</chem>. Дальнейшее оводнение приводит к образованию ортоборной кислоты <chem>H3BO3</chem>.
- Расплавленный <chem>B2O3</chem> хорошо растворяет оксиды многих элементов. С оксидами металлов образует соли бораты.
- <chem>B2O3</chem> является кислотным ангидридом, проявляя также очень слабые признаки амфотерности:
- <math> \mathsf{2B_2O_3 + P_4O_{10} \rightarrow 4BPO_4}</math>
- <math> \mathsf{B_2O_3 + 3H_2O \rightarrow 2H_3BO_3}</math>
- С соляной кислотой реагирует при нагревании (<chem>t>100^\circ C</chem>):
- <math>\mathsf{B_2O_3 + 6HCl \ \xrightarrow{t^\circ\ }\ 2BCl_3 + 3H_2O }</math>
- Сам оксид бора не восстанавливается углеродом даже при температуре белого каления, однако разлагается, если одновременно ввести в реакцию вещества, способные заместить кислород (хлор или азот):
- <math> \mathsf{B_2O_3 + 3C + 3Cl_2 \rightarrow 2BCl_3 + 3CO}</math>
- При нагревании оксида бора с элементарным бором выше 1000о в парах существуют термически устойчивые линейные молекулы O=B—B=O. При быстром охлаждении паров ниже 300о может быть получен белый твёрдый полимер состава <chem>(B2O2)_n
</chem>, не имеющий определённой точки плавления и сильно реакционноспособный. Под давлением в 60 тыс. ат. и температуре 1500о оксид бора взаимодействует с элементарным бором по реакции:
- <math> \mathsf{B_2O_3 + 4B \rightarrow 3B_2O}</math>
- Этот низший оксид бора имеет графитоподобную слоистую структуру.
Получение
Образуется при нагревании бора в атмосфере кислорода или на воздухе
- <math> \mathsf{4B + 3O_2 \rightarrow 2B_2O_3 , }</math>
А также при обезвоживании борной кислоты:
- <math> \mathsf{2H_3BO_3 \rightarrow B_2O_3 + 3 H_2O . }</math>
Применение
- Исходный материал для синтеза других соединений бора, таких как карбид бора.
- Добавка, используемая в стекловолокне (оптических волокнах).
- Используется в производстве боросиликатного стекла.
- Используется в качестве кислотного катализатора в органическом синтезе.
Биологическая роль
Токсикология
Оксид бора BШаблон:SubOШаблон:Sub (сесквиоксид бора; ангидрид борной кислоты) по степени воздействия на организм человека относится к веществам 3-го класса опасности ("умеренно-опасное" химическое вещество).
Высокотоксичен для насекомых.
Предельно допустимая концентрация оксида бора в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/мШаблон:Sup.
Реактив пожаро- и взрывобезопасен.
Вдыхание пыли оксида бора, судя по всему, может вызвать раздражение слизистых оболочек.
В больших концентрациях оксид бора может обладать гонадотропным или гепатотоксическим действием.
Примечания
Литература
- Карапетьянц М. Х. Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия 1994
- Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
Шаблон:ВС Шаблон:Оксиды Шаблон:Соединения бора
