Dibor trioxide

Ôxít bo, hay còn gọi là điboron triôxít, (công thức B₂O₃) là một ôxít của Bo. Nó có phân tử gam bằng 69,64 g/mol, hệ số giãn nở nhiệt 0,031 (đơn vị ?), nhiệt độ nóng chảy khoảng 300 °C đến 700 °C (trung bình 577 °C). Ở điều kiện tiêu chuẩn, nó là một chất rắn màu trắng hoặc không màu, không mùi.

Thuộc tính vật lý

• Số CAS: 1303-86-2
• Phân tử gam: 69,64 g/mol
• Tỷ trọng riêng: 2.460 kg·m^-3
• Điểm nóng chảy: khoảng 723 K
• Điểm sôi: 2130 K
• Chiết suất: 1,61

Nguồn tự nhiên

Ôxít bo không có điểm nóng chảy xác định nhưng quá trình chảy mềm và nóng chảy xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 300 °C đến 700 °C. Các tinh thể oxyt bắt đầu bị phá vỡ ở 300 °C, tiếp theo đó là sự tạo thành một loạt các sản phẩm trung gian dẫn đến sự chảy không hoàn toàn và khối ôxít chỉ hoàn toàn chảy lỏng ở 700 °C. Cũng như silíc, chất này không kết tinh khi làm nguội trừ khi có sự hiện diện của một lượng đáng kể các phụ gia như ôxít canxi (CaO) làm tạo thành borat canxi.

Chất này có thể được tìm thấy tại các nguồn như: borac thủy tinh, gerstley borat/colemanit, axít boric, borac, ulexit. Một số các khoáng chứa Bo khác có: NaBO₂, BO₂H, Na₂B₄O₇.4H₂O (Na₂O.2B₂O₃.4H₂O), Ca₄B₁₀O₁₉.7H₂O (4CaO.5B₂O₃.7H₂O), Mg₆Cl₂B₁₄O₂₆ (5MgO.7B₂O₃.MgCl₂).

Ứng dụng

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

Trong vật liệu gốm

Ôxít bo 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 ôxít bo và các ôxít canxi, ôxít natri cho đến nay vẫn chưa được hiểu rõ như các hệ khác. Do có hệ số giãn nỡ nhiệt thấp, ôxít bo có thể dùng tốt để ngăn chặn vết rạn (với hàm lượng thích hợp, nếu không lại làm tăng vết rạn). Ôxít bo giúp hình thành lớp đệm chuyển tiếp đất sét-nước men để ngăn chặn rạn. Ôxít bo có thể xem là một chất tạo thủy tinh có tính axít nhưng cũng có thể xem là một ôxít trợ chảy.

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

Dùng cho các loại men chảy ở nhiệt độ thấp, ôxít bo có thể thay thế cho các ôxít 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). Borac và axít boracic đều hòa tan trong nước và do đó không dùng được trực tiếp cho men.

Ôxít bo có nhiều ưu điểm khi sử dụng làm ôxít tạo thủy tinh. Tuy nhiên, gerstley borat, nguồn cung cấp ôxít bo 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 ôxít bo rất quan trọng trong ngành gốm sứ.

Men trong suốt nhiệt độ nung thấp dùng boron 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 canxi. Khi hàm lượng alumina đến một giới hạn nào đó đủ làm đặc quánh men thì sự tạo thành các tinh thể borat canxi bị trở ngại.

Lượng hấp thụ hàng ngày

NIH của Hoa Kỳ trích dẫn nguồn tin này:

Tổng số bo hấp thụ hàng ngày trong khẩu phần ăn của người dao động trong khoảng 2,1-4,3 mg bo/kg trọng lượng cơ thể. /Tổng số bo/ Zook EG và Lehman J; J. Assoc. Off Agric. Chem. 48: 850-5 (1965)

Ôxít bo là chất độc hại, hàm lượng bo cho phép trong nước uống là 0,6 ppm.

Thông tin về các nguy hiểm

• Thông tin của chính phủ Úc
• [1] Thông tin về nguy hiểm của NIH Hoa Kỳ