Оксид бора, борные кислоты, соли – получение, свойства, применение

Бора оксид B₂O₃ - в природе в свободном состоянии не встречается.

Физические свойства:

Стекловидная гигроскопичная масса, растворяется в воде с образованием борной кислоты H₃BO₃.

B₂O₃ + 3H₂O= 2H₃BO₃

Борная кислота H₃BO₃

Физические свойства

Белый порошок, плохо растворяется в холодной воде, при нагревании растворимость повышается. При охлаждении кристаллизуется в виде без цветных чешуйчатых кристаллов, с характерным перламутровым блеском.

Химические свойства

Слабая кислота, она слабее угольной кислоты и сероводорода.

1. при нагревании теряет воду.

2H₃BO₃= B₂O₃ + 3H₂O

2. при действии едкого натра образует тетроборат натрия:

Na₂B₄O₇ ∙ 10Н₂О

 

Бораты, соли борных кислот: метаборной НВО₂, ортоборной Н₃ВО₃ и не выделенных в свободном состоянии полиборных.

Бораты - бесцветные аморфные вещества или кристаллы. Большинство солей – боратов – в воде нерастворимы. В большинстве своем бораты полимерны, выделяются из растворов в виде кристаллогидратов. Полимерных борных кислот из раствора выделить не удается, в связи с тем, что они легко гидратируются. Поэтому при действии кислот на полибораты обычно выделяется борная кислота.

Безводные метабораты получают сплавлением оксида бора или борной кислоты с оксидами металлов:

CaO + B₂O₃ = Ca(BO₂)₂

Бораты используют: для получения других соединений бора; как компоненты шихты при производстве стекол, глазурей, эмалей, керамики; для огнестойких покрытий и пропиток; как компоненты флюсов для рафинирования, сварки и пайки металла; в качестве пигментов и наполнителей лакокрасочных материалов.

Галогениды, нитрид бора – строение молекул, свойства, получение. Боразон.

Галогениды бора. Молекулы галогенидов имеют форму плоского треугольника с атомом бора в центре. В обычных условиях фторид BF₃ – газ, BCl₃ и BBr₃ – жидкости, BI₃ – твердое вещество. Все они бесцветны. Могут быть получены из простых веществ при нагревании.

Фторид получают нагреванием оксида бора с фторидом кальция в присутствии концентрированной серной кислоты:

B₂O₃ + 3CaF₂ + 3H₂SO₄ = 2BF₃ + 3CaSO₄ + 3H₂O

Получение хлорида основано на хлорировании раскаленной смеси оксида бора и угля:

B₂O₃ + 3C + 3Cl₂ = 2BCl₃ + 3CO

Галогениды бора сильнейшие акцепторы электронов, легко реагируют с донорами электронной пары:

BF₃ + KF = KBF₄; BF₃ +: NH₃ = F₃B: NH₃

 

Нитрид бора — бинарное соединение бора и азота. Химическая формула: BN.

Аллотропные модификации нитрида бора:

· гексагональная (α), (белый графит — белый, похожий на тальк порошок, имеет гексагональную,графитоподобную кристаллическую структуру, температура плавления 3000 °C, полупроводник, применяется в качестве твёрдой высокотемпера-турной смазки);

· кубическая (β) - типа сфалерита, подобная алмазу: эльбор (боразон, кубонит, кингсонгит, плотность боразона 3,51 г/см³.);

· плотная гексагональная (w), типа вюрцита, подобная лонсдейлиту.

Свойства:

- Теплопроводность: 30 Вт/(м*К). Хорошо диспергируется в расплавах и пастообразных композициях. Твёрдость по Моосу чуть меньше 10.

- Нитрид бора не окисляется кислородом до ~700 °C, разрушается в горячих растворах щелочей с выделением аммиака. Со фтороводородом образует NH₄[BF₄], со фтором — BF₃ и N₂.

Боразон применяется как высококачественный абразивный материал, по многим параметрам превосходящий алмаз: например, он не растворяется в железе при нагревании, что позволяет использовать его для высокопродуктивной обработки стали.