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Triossido di boroè una sostanza inorganica con la formula chimica B2O3, CAS 1303-86-2. È un cristallo o una polvere vetrosa incolore. È duro e croccante, con una superficie unta e insapore. È termicamente stabile. Non viene ridotto dal carbonio nel calore bianco, ma i metalli alcalini, il magnesio e l'alluminio possono ridurlo a boro monomero. A circa 600 gradi diventa un liquido molto viscoso. L'anidride borica può assorbire fortemente l'acqua nell'aria per formare acido borico, solubile in acido, etanolo e acqua calda e leggermente solubile in acqua fredda. può combinarsi con diversi ossidi metallici per formare vetro al boro dal colore caratteristico. Può essere completamente miscibile con ossidi di metalli alcalini, rame, argento, piombo, arsenico, antimonio e bismuto. Cristallino assorbe molto facilmente l'acqua e diventa torbido dopo l'assorbimento dell'umidità. Può anche essere sciolto nell'alcool. Quando la temperatura è bassa, il cristallo può essere ottenuto per disidratazione di H3BO3. Il cristallo contiene unità strutturali tetraedriche bo4, con una densità di 1,805 g/cm e un punto di fusione di 450 gradi. Lo spessore del vetro è di 1,795 g/cm, che si ammorbidisce gradualmente quando la temperatura aumenta e diventa liquido quando raggiunge la temperatura rovente, con un punto di ebollizione di 1500 gradi. Il boro viene anche combinato direttamente con l'ossigeno per ottenere B2O3. È ampiamente utilizzato come flusso per la decomposizione dei silicati, un drogante per materiali semiconduttori, un catalizzatore acido nella sintesi organica, un additivo resistente al fuoco per vernici e una materia prima per la preparazione del boro elementare e di vari boruri.
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Formula chimica |
B2O3 |
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Messa esatta |
70 |
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Peso Molecolare |
70 |
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m/z |
70 (100.0%), 69 (49.7%), 68 (6.2%) |
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Analisi elementare |
B, 31.06; O, 68.94 |
Triossido di boroviene utilizzato come vetro ottico per la sua forma strutturale unica. Il principio strutturale è quello vetroso che (g-b2o3) è probabilmente una struttura a rete formata dalla connessione ordinata di molte unità BO3 triangolari attraverso atomi di ossigeno condivisi, in cui l'anello a sei membri b3o3 della fase boro-ossigeno è dominante. L'atomo di boro è in coordinazione tre nell'anello a sei-membri, e l'atomo di ossigeno è in coordinazione due. Il vetro si ammorbidisce a 325-450 gradi C e la sua densità cambia con il riscaldamento. Quando riscaldato, aumenta il grado di disordine nella struttura dell'ossido di boro del vetro. Quando la temperatura supera i 450 gradi C, verrà generata una base polare -b=o.
Quando la temperatura è superiore a 1000 gradi C, il vapore è composto da un monomero B2O3 e la sua struttura è angolare o=b-o-b=o. L'ossido di boro esagonale ordinario può essere formato cristallizzando un liquido nell'intervallo di 200-250 gradi C sotto pressione normale (- B2O3), la cui struttura è quasi interamente costituita da unità BO3 triangolari. A 22.000 atm e 400 gradi C, - Trasformazione di B2O3 nel cristallo monoclino di tipo -alta pressione e alta - B2O3. Il processo di trasformazione è simile a quello del quarzo in coesite ad alta pressione. Inoltre, - B2O3 può essere ottenuto anche cristallizzando un liquido a 40000 ATM e 600 gradi C. - B2O3 ha un grande modulo di massa (k=180 GPA). G-b2o3 e - La durezza Vickers di B2O3 è rispettivamente 1,5gpa e 16gpa.
Il vetro come l'ossido di boro (g-B2O3) è probabilmente una struttura a rete composta da molte unità triangolari BO3 collegate in modo ordinato tramite atomi di ossigeno condivisi, con un anello esagonale B3O3 dominato dalle fasi boro-ossigeno. In questo anello a sei membri, l'atomo di boro è tre coordinato e l'atomo di ossigeno è due coordinato. Il corpo in vetro si ammorbidisce a 325-450 gradi e la sua densità varia in base alle condizioni di riscaldamento. Quando riscaldato, aumenta il disordine nella struttura dell'ossido di boro del vetro. Quando la temperatura supera i 450 gradi, verranno generati i gruppi polari - B=O. Quando la temperatura è superiore a 1000 gradi, il vapore di ossido di boro è interamente composto da monomeri B2O3 e la sua struttura è angolare O=B-OB=O.
Sotto pressione normale, l'ossido di boro liquido può cristallizzare nell'intervallo di 200-250 gradi per formare ossido di boro esagonale ordinario (- B2O3), la cui struttura è quasi interamente composta da unità BO3 triangolari.
A 22.000 atm e 400 gradi, - B2O3 si trasforma in un cristallo monoclino - B2O3 ad alta-temperatura e alta-pressione. Il processo di trasformazione è simile alla conversione del quarzo in coesite ad alta pressione. Inoltre, - B2O3 può anche essere ottenuto mediante cristallizzazione dell'ossido di boro liquido a 40.000 atm e 600 gradi.
Il modulo di massa di - B2O3 è molto grande (K=180GPa). La durezza Vickers di g-B2O3 e - B2O3 è rispettivamente 1,5 GPa e 16 GPa.
Le proprietà chimiche dell'ossido di boro sono le seguenti: è un ossido acido che può sciogliere molti ossidi di metalli alcalini durante la fusione per formare borati e metaborati vetrosi (vetri) dai colori caratteristici. Questo è il principio dell'identificazione qualitativa dei metalli mediante il test delle perle di borace. può essere ridotto al boro semplice da metalli alcalini, alluminio e magnesio. Dopo la reazione, la miscela di reazione è stata trattata con acido cloridrico, MgO, B2O3 e Mg sono stati sciolti in acido cloridrico e dopo filtrazione è stato ottenuto boro grezzo. non può essere ridotto dal carbonio ad alte temperature (il carburo di boro può formarsi ad alte temperature). Il tricloruro di boro può essere ottenuto reagendo con carbonio e cloro ad alte temperature. A 600 gradi C reagisce con l'ammoniaca per ottenere nitruro di boro (BN) e idruro di calcio per ottenere esaboruro di calcio (CaB6). è l'anidride dell'acido borico. Quando disciolto in acqua, rilascerà una grande quantità di calore per formare acido metaborico e acido borico.
Il triossido di boro, noto anche come ossido di boro o anidride di boro, è un composto inorganico con proprietà chimiche stabili, alto punto di fusione, buona inerzia chimica e igroscopicità. Svolge un ruolo importante in molteplici settori industriali e nella vita quotidiana.
1. Produzione di vetri speciali
È una materia prima fondamentale per la produzione di vari tipi di vetro speciale. Può essere combinato con vari ossidi per produrre vetro al boro, vetro ottico, vetro resistente al calore-, vetro per strumenti e fibra di vetro con colori caratteristici. Ad esempio, il vetro resistente al calore-comunemente utilizzato nei laboratori (come Pyrex) contiene triossido di boro, che ha un'eccellente resistenza al calore e stabilità chimica, può resistere alle alte temperature e alla corrosione chimica ed è ampiamente utilizzato nella ricerca scientifica e nei campi industriali.
2. Migliora le prestazioni del vetro
Nel processo di produzione del vetro, può ridurre significativamente il coefficiente di dilatazione termica del vetro, regolare la viscosità del vetro e migliorarne la stabilità chimica. Questi miglioramenti delle prestazioni rendono i prodotti in vetro più durevoli e adattabili a una gamma più ampia di ambienti di utilizzo. Ad esempio, l’aggiunta di triossido di boro al vetro architettonico può migliorarne la resistenza agli shock termici e ridurre il rischio di fessurazioni causate dai cambiamenti di temperatura.
3. Materiali di protezione dalla luce
Può essere utilizzato anche per produrre materiali di protezione dalla luce, come il vetro filtrante. Questi materiali possono assorbire o riflettere selettivamente la luce di lunghezze d'onda specifiche, proteggendo l'occhio umano o i dispositivi dalla luce dannosa.
1. Materie prime per smalto ceramico
È una delle materie prime importanti per lo smalto porcellanato. Lo smalto porcellanato è uno strato di vetro che copre la superficie dei prodotti ceramici, che può migliorare l'estetica e la durata dei prodotti ceramici. La sua aggiunta può regolare il punto di fusione e la viscosità dello smalto porcellanato, rendendolo più adatto al processo di cottura dei prodotti ceramici.
2. Additivi ceramici
Nel processo di produzione della ceramica può essere utilizzato anche come additivo per migliorare le prestazioni dei prodotti ceramici. Ad esempio, può migliorare la densità e la durezza della ceramica, migliorarne la resistenza all'usura e alla corrosione.
Industria metallurgica
1. Produzione di acciaio legato
Nell'industria metallurgica viene utilizzato per la produzione di acciai legati. Può formare leghe con ferro e altri elementi metallici per migliorare le proprietà dell'acciaio. Ad esempio, l'aggiunta può migliorare la durezza, la resistenza all'usura e la resistenza alla corrosione dell'acciaio, prolungandone la durata.
2. Produzione di combustibile ad alta energia
Può essere utilizzato anche per la produzione di combustibili ad alto- consumo energetico. Reagendo con altri composti, è possibile generare componenti di carburante ad alta-energia, fornendo supporto energetico per campi ad alta-tecnologia come razzi e missili.
1. Agente dopante
Svolge un ruolo importante nell'industria dei semiconduttori ed è ampiamente utilizzato come drogante per migliorare le proprietà elettriche dei materiali semiconduttori. Controllando con precisione la quantità di drogaggio e il metodo di drogaggio del triossido di boro, parametri chiave come il tipo di conduttività, la concentrazione dei portatori e la mobilità dei materiali semiconduttori possono essere regolati per soddisfare le esigenze di diversi dispositivi a semiconduttore.
2. Processi epitassiali e diffusivi
Nel processo di produzione dei semiconduttori viene utilizzato anche per processi epitassiali e di diffusione. L'epitassia è una tecnica per la crescita di film sottili monocristallini su un substrato monocristallino, mentre la diffusione è il processo di diffusione dei droganti nei materiali semiconduttori attraverso il trattamento termico. Il triossido di boro, essendo un reagente ad elevata-purezza, può fornire una fonte di drogaggio stabile per garantire il regolare svolgimento dei processi epitassiali e di diffusione
Sintesi organica
1. Catalizzatore
Può essere utilizzato come catalizzatore nella sintesi organica per promuovere determinate reazioni chimiche. Ad esempio, può catalizzare l'esterificazione, l'eterificazione, la condensazione e altre reazioni, migliorando la velocità e la resa della reazione. Il catalizzatore di triossido di boro presenta i vantaggi di elevata attività, buona selettività, facile recupero e riutilizzo e ha ampie prospettive di applicazione nel campo della sintesi organica.
2. Intermedi di reazione
In alcune reazioni di sintesi organica può essere utilizzato anche come intermedio di reazione. Può reagire con composti organici per generare prodotti intermedi con strutture specifiche, sintetizzando così il composto organico target. Questo metodo applicativo amplia l'uso del triossido di boro nel campo della sintesi organica.
1. Metodo della pressione atmosferica
Invia l'acido borico nel bollitore di riscaldamento, aumenta la temperatura e disidrata lentamente l'acido borico. Quando la temperatura sale a 107,5 gradi, diventerà acido metaborico (HBO2) e quando sale a 150~160 gradi, diventerà acido tetraborico (H2B4O7). Quando la temperatura è superiore a 650 gradi, la fusione produrrà molta schiuma. Infine, la temperatura verrà mantenuta a 800~1000 gradi e il materiale verrà bruciato e disidratato finché non diventa rosso e non bolle più. La densità relativa del fuso è 1,52. A questo punto, avviare la trafilatrice e controllare la temperatura tra 700 e 900 gradi per la trafilatura. Quindi tagliare e imballare il filo di ossido di boro sulla trafilatrice utilizzando una macchina da taglio per ottenere il prodotto finito di ossido di boro. L'equazione di reazione è la seguente:
2H3B03→B₂03+3H20
2. Metodo del vuoto
Mettere l'acido borico in una pirofila di acciaio inossidabile e cuocere in forno per 1,5 ore, quindi aumentare la temperatura a 150 gradi e scaldare per 4 ore. Durante il processo di riscaldamento, dovrebbe essere girato frequentemente per garantire una disidratazione uniforme. Quindi rimuovere il materiale, raffreddarlo, frantumarlo e metterlo in un forno sottovuoto, mantenendolo sigillato. Riscaldarlo a 220 gradi per 1,5 ore, quindi alzarlo a 260 gradi e riscaldarlo per 4 ore. Quindi raffreddare e frantumare il materiale, posizionarlo in un forno tubolare, controllare la temperatura di riscaldamento a 280 gradi e disidratarlo sotto vuoto per 4 ore per produrre un prodotto a base di ossido di boro.
3. Metti l'acido borico cristallino in un piattino.
Postotriossido di boroin un reattore di essiccazione contenente pentossido di fosforo e riscaldarlo a 200 gradi sotto vuoto per disidratarlo completamente. Il grado di vuoto fornito dalla pompa per vuoto ad acqua è sufficiente, ma è preferibile utilizzare una pompa per vuoto con un grado di vuoto più elevato. È importante aumentare lentamente la temperatura fino a 200 gradi, altrimenti l'acido borico si scioglierà e ostacolerà l'ulteriore evaporazione del vapore acqueo. Maggiore è la quantità utilizzata, più lungo dovrebbe essere il tempo di riscaldamento a 200 gradi, a volte mantenuto per più di 4 ore prima della completa disidratazione. Per 3 g di acido borico è sufficiente riscaldare per 1 ora. Inoltre, a condizione di mantenere una temperatura non superiore a 200 gradi, la disidratazione dell'acido borico può essere effettuata in un flusso di aria secca. L'aria secca utilizzata si ottiene facendo passare l'aria attraverso acido solforico e poi essiccandola attraverso anidride fosforica o ossido di bario poroso
Domande frequenti
Il triossido di diboro è sicuro?
Pericolo! Secondo la classificazione ed etichettatura armonizzate (ATP20) approvata dall'Unione Europea, questa sostanzapuò nuocere alla fertilità e può nuocere al feto.
Cos'è il triossido di diboro?
Il triossido di boro o il triossido di diboro lo sonol'ossido di boro con la formula B2O 3. È un solido trasparente incolore, quasi sempre vetroso (amorfo), che può essere cristallizzato solo con grande difficoltà. È anche chiamato ossido borico o boria.
Il triossido di diboro è presente nelle microonde?
Il triossido di diboro è spesso utilizzato nella produzione di vetro e ceramica, il che suggeriscepotrebbe far parte dei componenti interni del microonde, come il piatto girevole in vetro o il rivestimento interno.
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