Dibor trioxide
| Dibor trioxide | |
|---|---|
 Cấu trúc tinh thể của B2O3[1] | |
 | |
| Danh pháp IUPAC | dibor trioxide |
| Tên khác | bor oxide, bor trioxide, bor sesquioxide, boric oxide, boria boric anhydride |
| Nhận dạng | |
| Số CAS | |
| PubChem | |
| Số EINECS | |
| ChEBI | |
| Số RTECS | ED7900000 |
| Ảnh Jmol-3D | ảnh |
| SMILES | đầy đủ
|
| InChI | đầy đủ
|
| Tham chiếu Gmelin | 11108 |
| UNII | |
| 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; |
| Điểm nóng chảy | 450 °C (723 K; 842 °F) (trigonal) 510 °C (tetrahedral) |
| Điểm sôi | 1.860 °C (2.130 K; 3.380 °F) [2] sublimes at 1500 °C[3] |
| 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 ΔfH | -1254 kJ/mol |
| Entropy mol tiêu chuẩn S | 80.8 J/mol K |
| Nhiệt dung | 66.9 J/mol K |
| Các nguy hiểm | |
| Nguy hiểm chính | kích ứng[4] |
| NFPA 704 |
0
2
0
|
| Điểm bắt lửa | noncombustible |
| PEL | TWA 15 mg/m3[4] |
| LD50 | 3163 mg/kg (oral, mouse)[5] |
| REL | TWA 10 mg/m3[4] |
| IDLH | 2000 mg/m3[4] |
| 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). | |
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
[sửa | sửa mã nguồn]Dibor trioxide có ba dạng đã biết, một dạng vô định hình và hai dạng tinh thể.
Dạng vô định hình
[sửa | sửa mã nguồn]Dạng vô định hình (g-B
2O
3) cho đến nay là dạng phổ biến nhất.
Dạng tinh thể α
[sửa | sửa mã nguồn]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
[sửa | sửa mã nguồn]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
[sửa | sửa mã nguồn]- 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
[sửa | sửa mã nguồn]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
[sửa | sửa mã nguồn]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
[sửa | sửa mã nguồn]- Thông tin của chính phủ Úc Lưu trữ 2005-07-17 tại Wayback Machine.
 |
Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Dibor trioxide. |
Tham khảo
[sửa | sửa mã nguồn]- ^ 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).
