Borov trioksid

Borov trioksid ali diborov trioksid je kemijska spojina s formulo B₂O₃. Je bela amorfna trdnina, ki po dolgotrajnem žarenju kristalizira. Spada med snovi, ki najteže kristalizirajo.

Borov trioksid

Imena
Druga imena borov oksid diborov trioksid anhidrid borove kisline
Identifikatorji
Številka CAS	1303-86-2
3D model (JSmol)	Interaktivna slika
ChEBI	CHEBI:30163
ChemSpider	452485
ECHA InfoCard	100.013.751
EC število	215-125-8
PubChem CID	518682
RTECS število	ED7900000
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID7034387
InChI InChI=1S/B2O3/c3-1-5-2-4 Key: JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N InChI=1/B2O3/c3-1-5-2-4 Key: JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYAI
SMILES O=BOB=O
Lastnosti
Kemijska formula	B2O3
Molska masa	69,6182 g/mol
Videz	bela steklasta trdnina
Gostota	2,460 g/cm3 (tekoč), 2,55 g/cm3 (trigonalni), 3,11–3,146 g/cm3 (monoklinski)
Tališče	450 °C (842 °F; 723 K)
Vrelišče	1.860 °C (3.380 °F; 2.130 K)
Topnost v vodi	1,1 g/100mL (10 °C) 3,3 g/100mL (20 °C) 15,7 100 g/100mL (100 °C)
Topnost	delno topen v metanolu
Kislost (pKa)	~ 4
Termokemija
Specifična toplota, C	66,9 J/mol K
Standardna molarna entropija So298	80,8 J/mol K
Std tvorbena entalpija (ΔfH⦵298)	-1254 kJ/mol
Gibbsova prosta energija (ΔfG˚)	-832 kJ/mol
Nevarnosti
Glavne nevarnosti	Dražeče[1]
GHS piktogrami
Opozorilna beseda	Pozor
GHS stavki za nevarnost	H360FD
GHS stavki za previdnost	P201, P202, P281, P308+313, P405, P501
NFPA 704 (diamant ognja)	0 2 0
Plamenišče	negorljiv
Smrtni odmerek ali koncentracija (LD, LC):
LD50 (srednji odmerek)	3163 mg/kg (oralno, miš)[2]
NIOSH (ZDA varnostne meje):
PEL (Dopustno)	TWA 15 mg/m3[1]
REL (Priporočeno)	TWA 10 mg/m3[1]
IDLH (Takojšnja nevarnost)	2000 mg/m3[1]
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Za steklast borov trioksid (g-B₂O₃) se domneva, da je zgrajen iz šestčlenskih obročev, v katerih se izmenjujejo trojno koordinirani borovi in dvojno kooordinirani kisikovi atomi. Domneva je sporna, ker ni do sedaj nihče predlagal modela steklastega borovega trioksida z velikim številom šestčlenskih obročev in pravo gostoto. Zgleda, da je v zgradbo vključenih tudi nekaj trikotnikov BO₃, še bolj verjetno pa spojina polimerizira v trakove in ploščice.^[3][4] Kristalna oblika borovega trioksida (α-B₂O₃)^[5] je zgrajena izključno iz trikotnikov BO₃. Ta trigonalna, kremenu podobna struktura, je pri tlaku 9,5 GPa podvržena cezitu podobni pretvorbi v monoklinski β-B₂O₃.^[6]

Priprava

Borov trioksid se pripravlja z obdelavo boraksa (Na₂B₄O₇•10H₂O ali Na2[B4O5(OH)4]•8H2O) z žveplovo kislino. Pri temperaturah nad 750 °C se iz natrijevega sulfata izloči talina, ki vsebuje 96–97 % borovega trioksida. Talino se zatem oddekantira in ohladi.^[7]

Druga metoda je segrevanje borove kisline (H₃BO₃) nad približno 300 °C. Kislina pri približno 170 °C razpade na metaborovo kislino (HBO₂) in vodno paro. Z nadaljnjim segrevanjem preko 300 °C metaborova kislina razpade v borov trioksid in še nekaj pare:

H₃BO₃ → HBO₂ + H₂O

2HBO₂ → B₂O₃ + H₂O

Borova kislina s segrevanjem na tekočinski kopeli preide v brezvodni kristalinični B₂O₃.^[8] S skrbno nadzorovanim segrevanjem se lahko prepreči gumiranje zaradi odcepljanja vode. Tekoč borov trioksid korodira silikate.

Kristalizacija α-B₂O₃ iz taline pri normalnem tlaku je s kinetičnega stališča zaradi razlik v gostotah taline in kristala problematična. Mejna pogoja za kristalizacijo amorfne trdnine sta tlak 20 kbar in temperatura približno 200 °C.^[9]

Borov trioksid nastaja tudi v reakciji diborana (B₂H₆) s kisikom iz zraka ali v prisotnosti sledov vlage:

2B₂H₆(g) + 3O₂(g) → 2B₂O₃(s) + 6H₂(g)

B₂H₆(g) + 3H₂O(v) → B₂O₃(s) + 6H₂(g)^[10]

Uporaba

• talilo za steklo in emajle
• surovina za sintezo drugih borovih spojin, na primer borovega karbida
• aditiv za steklena (optična) vlakna
• surovina za borovo silikatno steklo
• inertni zaščitni sloj v procesu proizvodnje monokristala galijevega arzenida
• kisli katalizator v organskih sintezah