
三氧化二硼(又稱氧化硼、硼酸酐)
無色玻璃狀晶體或粉末,熔點(diǎn)450℃。具有強(qiáng)烈吸水性而轉(zhuǎn)變?yōu)榕鹚?,故?yīng)于干燥環(huán)境下密閉保存,防止吸水變質(zhì)導(dǎo)致含量下降。微溶于冷水,易溶于熱水中。
三氧化二硼(化學(xué)式:B2O3)又稱氧化硼,是硼最主要的氧化物。它是一種白色蠟狀固體,一般以無定形的狀態(tài)存在,很難形成晶體,但在高強(qiáng)度退火后也能結(jié)晶。它是已知的最難結(jié)晶的物質(zhì)之一。
中文名:三氧化二硼
別稱:氧化硼、硼酸酐
化學(xué)式:B2O3
熔點(diǎn):450℃
水溶性:微溶于冷水,易溶于熱水
CAS號(hào):1303-86-2
外觀:白色蠟狀固體
應(yīng)用:用作硅酸鹽分解時(shí)的助熔劑等
可用作硅酸鹽分解時(shí)的助熔劑、半導(dǎo)體材料的摻雜劑、油漆的耐火添加劑及制取元素硼和多種硼化物等等,產(chǎn)品用途廣泛。在彩色顯像制造業(yè)中,主要用于制造顯像管部件及(屏和錐)封接用的低熔點(diǎn)玻璃原料。也可用作有機(jī)合成的催化劑、油漆及高溫潤滑劑的添加劑、陶瓷、特種玻璃及焊料的添加劑等。
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)(見右圖)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。
制備
硼在空氣和氧氣中燃燒都可以直接產(chǎn)生三氧化二硼,但三氧化二硼主要是通過硼酸脫水制取的。在200-400 °C對(duì)硼酸真空脫水,可以得到非常干燥的三氧化二硼。如果在大氣中脫水,即使加熱到1000 °C,也很難去除最后剩下的痕量水。
硼酸則可通過硼砂和硫酸共熱反應(yīng)制取。
化學(xué)性質(zhì)
氧化硼是酸性氧化物,熔融時(shí)可以溶解許多堿性的金屬氧化物,生成有特征顏色的玻璃狀硼酸鹽和偏硼酸鹽(玻璃)。這是硼砂珠試驗(yàn)定性鑒別金屬的原理。例如:
(藍(lán)色)
(黃色)
氧化硼可以被堿金屬、鋁和鎂還原為單質(zhì)硼:
反應(yīng)后用鹽酸處理反應(yīng)混合物,MgO、B2O3和Mg溶于鹽酸,過濾后得到粗硼。氧化硼在高溫時(shí)不能為碳還原(高溫下可以形成碳化硼)。高溫下氧化硼與碳和氯氣反應(yīng),可以得到三氯化硼:
600 °C時(shí),氧化硼與氨反應(yīng)可以得到氮化硼(BN),與氫化鈣反應(yīng)則得到六硼化鈣(CaB6)。
氧化硼是硼酸的酸酐,溶于水時(shí)會(huì)放出大量熱生成偏硼酸和硼酸:
用 途:
應(yīng)用
·制取其他硼化合物(如碳化硼)的原料;
·制造硼硅酸鹽玻璃的原料;
·有機(jī)合成中的酸性催化劑;
·搪瓷、陶瓷釉料的助熔劑;
·玻璃纖維生產(chǎn)過程中的添加劑;
·制造化合物半導(dǎo)體(如砷化鎵、磷化鎵、砷化銦)時(shí)的液封劑等。
檢驗(yàn)報(bào)告: