Dibor trioxide

Dibor trioxide
	Cấu trúc tinh thể của B2O3
Danh pháp IUPAC	dibor trioxide
Tên khác	bor oxide, bor trioxide, bor sesquioxide, boric oxide, boria; boric anhydride
Nhận dạng
Số CAS	1303-86-2
PubChem	518682
Số EINECS	215-125-8
ChEBI	30163
Số RTECS	ED7900000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ O=BOB=O ;
InChI	đầy đủ 1/B2O3/c3-1-5-2-4;
Tham chiếu Gmelin	11108
UNII	483W67CPF4
Thuộc tính
Công thức phân tử	B2O3
Khối lượng mol	69.6182 g/mol
Bề ngoài	chất rắn glassy, màu trắng
Khối lượng riêng	2.460 g/cm3, lỏng;; 2.55 g/cm3, ba phương;; 3.11–3.146 g/cm3, đơn nghiêng
Điểm nóng chảy	450 °C (723 K; 842 °F) (trigonal) ; 510 °C (tetrahedral)
Điểm sôi	1.860 °C (2.130 K; 3.380 °F) sublimes at 1500 °C
Độ hòa tan trong nước	1.1 g/100mL (10 °C) ; 3.3 g/100mL (20 °C) ; 15.7 g/100mL (100 °C)
Độ hòa tan	hòa tan một phần trong methanol
Độ axit (pKa)	~ 4
MagSus	-39.0·10−6 cm3/mol
Nhiệt hóa học
Enthalpy; hình thành ΔfHo298	-1254 kJ/mol
Entropy mol tiêu chuẩn So298	80.8 J/mol K
Nhiệt dung	66.9 J/mol K
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	kích ứng
NFPA 704	0 2 0
Điểm bắt lửa	noncombustible
PEL	TWA 15 mg/m3
LD50	3163 mg/kg (oral, mouse)
REL	TWA 10 mg/m3
IDLH	2000 mg/m3
Ký hiệu GHS
Báo hiệu GHS	Danger
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H360FD
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P201, P202, P281, P308+P313, P405, P501
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

Dibor trioxide (B₂O₃) là một oxide của bor. Là một chất rắn trong suốt, không màu, hầu như luôn ở trạng thái glassy (vô định hình), nó còn được gọi là boric oxide^[6] hoặc boria.^[7]

Dibor trioxide có phân tử gam bằng 69,6202 g/mol, hệ số giãn nở nhiệt 0,031 (đơn vị ?), nhiệt độ nóng chảy khoảng 300 ℃ đến 700 ℃ (trung bình 577 ℃).

Cấu trúc

Dibor trioxide có ba dạng đã biết, một dạng vô định hình và hai dạng tinh thể.

Dạng vô định hình

Dạng vô định hình (g-B
2O
3) cho đến nay là dạng phổ biến nhất.

Dạng tinh thể α

Dạng tinh thể (α-B
2O
3) chỉ bao gồm các cấu trúc hình tam giác BO₃. Cấu trúc tinh thể của nó ban đầu được cho là các nhóm không gian enantiomorphic P3₁(#144) và P3₂(#145), giống như γ-glycin,^[8]^[9] nhưng sau đó được sửa lại thành các nhóm không gian enantiomorphic P3₁21(#152) và P3₂21(#154) trong hệ tinh thể ba phương, giống như thạch anh-α.^[10]

Dạng tinh thể β

Mạng ba phương (trigonal network) trải qua quá trình biến đổi coesit-like thành đơn nghiêng β-B
2O
3 ở vài gigapascal (9,5 GPa).^[11]

Ứng dụng

Chất trợ chảy cho thủy tinh và men gốm.
Nguyên liệu đầu vào để tổng hợp các hợp chất khác của bor như carbide bor.
Chất phụ gia sử dụng trong sợi thủy tinh (sợi quang).

Trong vật liệu gốm

Dibor trioxide được dùng trong vật liệu gốm thuộc nhóm lưỡng tính. Men có chất này thường có độ lỏng cao và sức căng bề mặt thấp.

Cơ chế kết hợp giữa dibor trioxide và calci oxide, natri oxide cho đến nay vẫn chưa được hiểu rõ như các hệ khác. Do có hệ số giãn nở nhiệt thấp, dibor trioxide có thể dùng tốt để ngăn chặn vết rạn (với hàm lượng thích hợp, nếu không lại làm tăng vết rạn). Dibor trioxide giúp hình thành lớp đệm chuyển tiếp đất sét-nước men để ngăn chặn rạn. Dibor trioxide có thể xem là một chất tạo thủy tinh có tính acid nhưng cũng có thể xem là một oxide trợ chảy.

Trong một cách nào đó, người ta có thể xem dibor trioxide là một tương đương của silica nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Do lưỡng tính, người ta không biết phải cho dibor trioxide vào cột nào trong phân loại đồng nhất. Xét về mặt công thức hóa học thì phải xếp nó vào cột lưỡng tính nhưng như vậy sẽ khó khi so sánh công thức có chứa dibor trioxide và không chứa dibor trioxide.

Dùng cho các loại men chảy ở nhiệt độ thấp, dibor trioxide có thể thay thế cho các oxide trợ chảy có hệ số giãn nở nhiệt cao hay thay thế cho silica do silica không thể hiện diện với hàm lượng cao (nhiều silica thì nhiệt độ nóng chảy của men cũng cao hơn). Borax và acid boraic đều hòa tan trong nước và do đó không dùng được trực tiếp cho men.

Dibor trioxide có nhiều ưu điểm khi sử dụng làm oxide tạo thủy tinh. Tuy nhiên, gerstley borat, nguồn cung cấp dibor trioxide quan trọng lại thường có vấn đề về tính đồng nhất và có thể làm keo hóa ở thể huyền phù. Men borosilicat là loại men thay thế chủ yếu cho các loại men có chì, do đó, dibor trioxide rất quan trọng trong ngành gốm sứ.

Men trong suốt nhiệt độ nung thấp dùng bor thủy tinh (có CaO nhưng không có alumina) sẽ có màu xanh da trời đục, gợn mây do có sự tạo thành các tinh thể borat calci. Khi hàm lượng alumina đến một giới hạn nào đó đủ làm đặc quánh men thì sự tạo thành các tinh thể borat calci bị trở ngại.

Lượng hấp thụ hàng ngày

Tổng số bor hấp thụ hàng ngày trong khẩu phần ăn của con người dao động trong khoảng 2,1–4,3 mg bor/kg trọng lượng cơ thể.^[12]

Dibor trioxide là chất độc hại, hàm lượng bor cho phép trong nước uống là 0,6 ppm.^{[cần dẫn nguồn]}

Liên kết ngoài

Thông tin của chính phủ Úc Lưu trữ 2005-07-17 tại Wayback Machine.

Tham khảo

^ Gurr, G. E.; Montgomery, P. W.; Knutson, C. D.; Gorres, B. T. (1970). “The Crystal Structure of Trigonal Diboron Trioxide”. Acta Crystallographica B. 26 (7): 906–915. doi:10.1107/S0567740870003369.
^ High temperature corrosion and materials chemistry: proceedings of the Per Kofstad Memorial Symposium. Proceedings of the Electrochemical Society. The Electrochemical Society. 2000. tr. 496. ISBN 978-1-56677-261-7.
^ Patnaik, P. (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. tr. 119. ISBN 978-0-07-049439-8. Truy cập ngày 6 tháng 6 năm 2009.
^ ^a ^b ^c ^d “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0060”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
^ “Boron oxide”. Nguy hiểm ngay lập tức đến tính mạng hoặc sức khỏe. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
^ L. McCulloch (1937): "A Crystalline Boric Oxide". Journal of the American Chemical Society, volume 59, issue 12, pages 2650–2652. doi:10.1021/ja01291a05
^ I.Vishnevetsky and M.Epstein (2015): "Solar carbothermic reduction of alumina, magnesia and boria under vacuum". Solar Energy, volume 111, pages 236-251 doi:10.1016/j.solener.2014.10.039
^ Gurr, G. E.; Montgomery, P. W.; Knutson, C. D.; Gorres, B. T. (1970). “The crystal structure of trigonal diboron trioxide”. Acta Crystallographica B. 26 (7): 906–915. doi:10.1107/S0567740870003369.
^ Strong, S. L.; Wells, A. F.; Kaplow, R. (1971). “On the crystal structure of B₂O₃”. Acta Crystallographica B. 27 (8): 1662–1663. doi:10.1107/S0567740871004515.
^ Effenberger, H.; Lengauer, C. L.; Parthé, E. (2001). “Trigonal B₂O₃ with Higher Space-Group Symmetry: Results of a Reevaluation”. Monatshefte für Chemie. 132 (12): 1515–1517. doi:10.1007/s007060170008. S2CID 97795834.
^ Brazhkin, V. V.; Katayama, Y.; Inamura, Y.; Kondrin, M. V.; Lyapin, A. G.; Popova, S. V.; Voloshin, R. N. (2003). “Structural transformations in liquid, crystalline and glassy B₂O₃ under high pressure”. JETP Letters. 78 (6): 393–397. Bibcode:2003JETPL..78..393B. doi:10.1134/1.1630134. S2CID 189764568.
^ Zook EG và Lehman J; J. Assoc. Off Agric. Chem. 48: 850–5 (1965).

[a1-1] Gurr, G. E.; Montgomery, P. W.; Knutson, C. D.; Gorres, B. T. (1970). “The Crystal Structure of Trigonal Diboron Trioxide”. Acta Crystallographica B. 26 (7): 906–915. doi:10.1107/S0567740870003369.

[2] High temperature corrosion and materials chemistry: proceedings of the Per Kofstad Memorial Symposium. Proceedings of the Electrochemical Society. The Electrochemical Society. 2000. tr. 496. ISBN 978-1-56677-261-7.

[patnaik-3] Patnaik, P. (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. tr. 119. ISBN 978-0-07-049439-8. Truy cập ngày 6 tháng 6 năm 2009.

[PGCH-4] “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0060”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).

[5] “Boron oxide”. Nguy hiểm ngay lập tức đến tính mạng hoặc sức khỏe. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).

[mccu1937-6] L. McCulloch (1937): "A Crystalline Boric Oxide". Journal of the American Chemical Society, volume 59, issue 12, pages 2650–2652. doi:10.1021/ja01291a05

[vish2015-7] I.Vishnevetsky and M.Epstein (2015): "Solar carbothermic reduction of alumina, magnesia and boria under vacuum". Solar Energy, volume 111, pages 236-251 doi:10.1016/j.solener.2014.10.039

[gurr1970-8] Gurr, G. E.; Montgomery, P. W.; Knutson, C. D.; Gorres, B. T. (1970). “The crystal structure of trigonal diboron trioxide”. Acta Crystallographica B. 26 (7): 906–915. doi:10.1107/S0567740870003369.

[stro1971-9] Strong, S. L.; Wells, A. F.; Kaplow, R. (1971). “On the crystal structure of B₂O₃”. Acta Crystallographica B. 27 (8): 1662–1663. doi:10.1107/S0567740871004515.

[effe2001-10] Effenberger, H.; Lengauer, C. L.; Parthé, E. (2001). “Trigonal B₂O₃ with Higher Space-Group Symmetry: Results of a Reevaluation”. Monatshefte für Chemie. 132 (12): 1515–1517. doi:10.1007/s007060170008. S2CID 97795834.

[braz2003-11] Brazhkin, V. V.; Katayama, Y.; Inamura, Y.; Kondrin, M. V.; Lyapin, A. G.; Popova, S. V.; Voloshin, R. N. (2003). “Structural transformations in liquid, crystalline and glassy B₂O₃ under high pressure”. JETP Letters. 78 (6): 393–397. Bibcode:2003JETPL..78..393B. doi:10.1134/1.1630134. S2CID 189764568.

[12] Zook EG và Lehman J; J. Assoc. Off Agric. Chem. 48: 850–5 (1965).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

x t s Hợp chất bor
Hợp chất bor với nhóm nitơ	BAs BN BP BNH₆ B₃H₆N₃
Hợp chất bor với halogen	BBr₃ BCl₃ BF BFO BF₃ BI₃ B₂F₄ B₂Cl₄
Acid của bor	B(NO₃)₃ B(OH)₃ BPO₄ H(CXB₁₁Y₅Z₆)
Hợp chất bor với hydro	BH₃ B₂H₄ B₂H₆ B₄H₁₀ B₅H₉ B₅H₁₁ B₆H₁₀ B₆H₁₂ B₁₀H₁₄ B₁₈H₂₂
Hợp chất bor oxide, bor sulfide và bor carbide	B₂O B₂O₃ B₂S₃ B₆O B₄C
Hợp chất bor hữu cơ	(BH₂Me)₂ BMe₃ BEt₃ Ac₄(BO₃)₂ C₁₄H₁₆BNO C₂H₁₂B₁₀ (Ortho, Meta, Para)
Muối của bor	NaBH₄ NaBH₃CN NaBO₃·nH₂O K₃BO₃ K₂Al₂B₂O₇ Na₂B₄O₇·10H₂O PuB₂ PuB AgBF₄