Метаборная кислота

Метаборная кислота
Имена
Название ИЮПАК
Оксобориновая кислота
Другие имена
Метаборная кислота
Идентификаторы
  • 13460-51-0 ☒Н
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
  • Интерактивное изображение
ChemSpider
  • 22900 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.033.313
Номер ЕС
  • 236-659-8
121829
CID PubChem
  • 24492
  • DTXSID6065478
  • InChI=1S/BHO2/c2-1-3/h2H проверятьИ
    Ключ: VGTPKLINSHNZRD-UHFFFAOYSA-N проверятьИ
  • О=БО
  • ОБ1ОБ(О)ОБ(О)О1
Характеристики
В3Н3О6
Молярная масса131,45  г·моль −1
Появлениебелое твердое вещество
Плотность1,784 г/см 3
Температура плавления176 °C (349 °F; 449 К)
Кислотность ( pK a )9.236
Сопряженное основаниеМетаборат
Структура
треугольный в точке B
Опасности
Маркировка СГС : [1]
GHS07: Восклицательный знак
Предупреждение
Н315 , Н319 , Н335
П261 , П305+П351+П338
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Химическое соединение

Метаборная кислота — это название семейства неорганических соединений с одинаковой эмпирической формулой HBO 2 [2] , которые различаются по своей молекулярной структуре . Это бесцветные водорастворимые твердые вещества, образующиеся при дегидратации или разложении борной кислоты .

Метаборная кислота формально является исходной кислотой метаборатных анионов .

Структура

Основными формами метаборной кислоты являются:

  • Модификация III, или тримерная, с молекулярной формулой H 3 B 3 O 6 . Молекула имеет симметрию C 3h с шестичленным кольцом чередующихся атомов бора и кислорода в ядре, с группами ОН , присоединенными к борам. Кристаллическая структура орторомбическая с пластинчатой ​​структурой, подобной структуре самой борной кислоты. [3] Она получается нагреванием ортоборной кислоты при 80-100 °C с потерей воды: [3]
3 B(OH) 3(BOH) 3 O 3 + 3 H 2 O
  • Модификация II. Полимер со структурой, аналогичной модификации III, за исключением того, что кольца соединены и 1/3 центров бора являются тетраэдрическими. Молекулярная формула, таким образом, HO[−B(BOH) 2 O 3 O−] n H Кристаллическая структура моноклинная . [4] Эта форма имеет более высокую температуру плавления (201 °C) и плотность (2,045 г/см 3 ). Она получается нагреванием тримерной формы при 130-140 °C в запаянной ампуле (для предотвращения дегидратации), орторомбическая метаборная кислота переходит в моноклинную форму (II): [4]
Превращение орторомбической метаборной кислоты в моноклинную.
  • Кубическая форма. [5] Это белое твердое вещество, которое лишь немного растворяется в воде и плавится при температуре около 236 °C. Его получают нагреванием модификации II или III выше 140 °C. [5]

Реакции

При нагревании выше 170 °C метаборная кислота дегидратируется, образуя тетраборную кислоту , также называемую пироборной кислотой (H 2 B 4 O 7 ): [6] [7]

4HBO2 → H2B4O7 + H2O

Метабораты

Метабораты являются производными BO 2 . Как и метаборная кислота, метабораты существуют с разнородными структурами. Примерами являются метабораты натрия и калия, соли, образованные депротонированием орторомбической метаборной кислоты, содержащей циклический ион B 3 O 6 3− , и метаборат кальция, Ca(BO 2 ) 2 , который содержит цепной полимерный ион (BO 2 ) n . [2]

Ссылки

  1. ^ СГС: Sigma-Aldrich 413453
  2. ^ ab Гринвуд, NN; и Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  0-7506-3365-4 .
  3. ^ ab HJ Becher "Метаборная кислота" Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Т. 1. стр. 791.
  4. ^ ab WH Zachariasen "Кристаллическая структура моноклинной метаборной кислоты" Acta Crystallogr. 1963, т. 16, стр. 385-389. doi :10.1107/S0365110X6300102X
  5. ^ ab Freyhardt, CC; Wiebcke, M.; Felsche, J. (2000). «Моноклинная и кубическая фазы метаборной кислоты (точные переопределения)». Acta Crystallogr C. 56 ( 3): 276–278. doi : 10.1107/S0108270199016042 . PMID  10777918.
  6. ^ Гурвиндер Каур, Шагун Кайн, Рохит Кумар, Пиюш Шарма и OP Пандей (2021): «Кинетика реакции во время неизотермического твердофазного синтеза триоксида бора посредством дегидратации борной кислоты». Кинетика, механизмы и катализ реакций , том 134, страницы 347–359. doi :10.1007/s11144-021-02084-8
  7. ^ Сиаваш Агили, Масуд Панджепур и Махмуд Мератиан (2018): «Кинетический анализ образования триоксида бора при термическом разложении борной кислоты в неизотермических условиях». Журнал термического анализа и калориметрии , том 131, страницы 2443–2455. doi :10.1007/s10973-017-6740-3
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Метаборная_кислота&oldid=1203666179"