Struktur boron oksida (B2O3), sifat, tata nama dan kegunaan



itu boron oksida atau borat anhidrida adalah senyawa anorganik yang rumus kimianya adalah B2O3. Sebagai elemen boron dan oksigen dari p blok tabel periodik, dan bahkan lebih banyak kepala dari masing-masing kelompok, perbedaan keelektronegatifan di antara mereka tidak terlalu tinggi; oleh karena itu, diharapkan bahwa B2O3 menjadi kovalen di alam.

B2O3 dibuat dengan melarutkan boraks dalam asam sulfat pekat dalam tungku peleburan dan pada suhu 750 ° C; asam borat dehidrasi termal, B (OH)3, pada suhu sekitar 300 ° C; atau dapat juga dibentuk sebagai produk dari reaksi diborane (B2H6) dengan oksigen.

Boron oksida dapat memiliki penampilan seperti kaca atau kristal semitransparan; Yang terakhir dapat diperoleh dengan menggiling dalam bentuk bubuk (gambar atas).

Meskipun mungkin tidak tampak pada pandangan pertama, itu dianggap sebagai B2O3 sebagai salah satu oksida anorganik yang paling kompleks; tidak hanya dari sudut pandang struktural, tetapi juga karena sifat variabel yang diperoleh gelas dan keramik, yang ditambahkan ke matriks mereka.

Indeks

  • 1 Struktur boron oksida
    • 1.1 Unit BO3
    • 1.2 Struktur kristal
    • 1.3 Struktur vitreous
  • 2 Properti
    • 2.1 Penampilan fisik
    • 2.2 Massa molekul
    • 2.3 Rasa
    • 2.4 Kepadatan
    • 2.5 Titik lebur
    • 2.6 Titik didih
    • 2.7 Stabilitas
  • 3 Nomenklatur
  • 4 Penggunaan
    • 4.1 Sintesis boron trihalida
    • 4.2 Insektisida
    • 4.3 Pelarut oksida logam: pembentukan gelas, keramik dan campuran boron
    • 4.4 Binder
  • 5 Referensi

Struktur boron oksida

Unit BO3

B2O3 adalah padatan kovalen, jadi dalam teori tidak ada ion B dalam strukturnya3+ atau O2-, tetapi tautan B-O. Boron, menurut teori ikatan valensi (VTE), hanya dapat membentuk tiga ikatan kovalen; dalam hal ini, tiga tautan B-O. Sebagai konsekuensi dari ini, geometri yang diharapkan harus trigonal, BO3.

Molekul BO3 ia kekurangan elektron, terutama atom oksigen; Namun, beberapa dari mereka dapat berinteraksi satu sama lain untuk memasok kekurangan tersebut. Jadi, segitiga BO3 mereka bergabung dengan berbagi jembatan oksigen, dan mereka didistribusikan di ruang angkasa sebagai jaringan baris segitiga dengan pesawat mereka berorientasi dengan cara yang berbeda.

Struktur kristal

Gambar atas menunjukkan contoh baris kata dengan unit segitiga BO3. Jika Anda perhatikan dengan teliti, tidak semua wajah pesawat menunjuk ke pembaca, tetapi ke sisi lain. Orientasi wajah-wajah ini mungkin bertanggung jawab atas bagaimana B didefinisikan2O3 pada suhu dan tekanan tertentu.

Ketika jaringan ini memiliki pola struktural jangka panjang, itu adalah padatan kristal, yang dapat dibangun dari sel unitnya. Di sinilah B dikatakan2O3 Ia memiliki dua polimorf kristal: α dan β.

Α-B2O3 terjadi pada tekanan sekitar (1 atm), dan dikatakan tidak stabil secara kinetik; sebenarnya, ini adalah salah satu alasan mengapa boron oksida mungkin merupakan senyawa kristalisasi yang sulit.

Polimorf lainnya, β-B2O3, itu diperoleh pada tekanan tinggi dalam kisaran GPa; oleh karena itu, densitasnya harus lebih besar dari α-B2O3.

Struktur vitreous

Jaringan BO3 secara alami mereka cenderung mengadopsi struktur amorf; ini adalah, yang tidak memiliki pola yang menggambarkan molekul atau ion dalam padatan. Dengan mensintesis B2O3 bentuk utamanya adalah amorf dan bukan kristal; dengan kata-kata yang benar: itu padat lebih vitreous daripada kristal.

Dikatakan bahwa B2O3  itu vitreous atau amorf ketika jaringan BO-nya3 Mereka berantakan. Bukan hanya ini, tetapi juga, mereka mengubah cara mereka bersatu. Alih-alih disusun dalam geometri trigonal, mereka akhirnya dihubungkan untuk menciptakan apa yang oleh peneliti disebut cincin boroxol (gambar atas).

Perhatikan perbedaan yang jelas antara unit segitiga dan heksagonal. Yang segitiga mencirikan B2O3 kristal, dan heksagonal ke B2O3 seperti kaca Cara lain untuk merujuk pada fase amorf ini adalah gelas boron, atau dengan rumus: g-B2O3 ('g' berasal dari kata glassy, ​​dalam bahasa Inggris).

Jadi, jaringan G-B2O3 mereka terdiri dari cincin boroxol dan bukan unit BO3. Namun, g-B2O3 dapat mengkristal ke α-B2O3, yang akan menyiratkan pertikaian cincin menjadi segitiga, dan juga menentukan tingkat kristalisasi yang dicapai.

Properti

Penampilan fisik

Ini adalah padatan tidak berwarna dan seperti kaca. Dalam bentuk kristal itu berwarna putih.

Massa molekul

69.6182 g / mol.

Rasa

Sedikit pahit

Kepadatan

-Kristal: 2,46 g / mL.

-Vitreous: 1,80g / mL.

Titik lebur

Tidak memiliki titik leleh yang sepenuhnya ditentukan, karena tergantung pada seberapa kristalnya atau vitreousnya. Bentuk kristal murni meleleh pada 450 ° C; Namun, bentuk kaca meleleh dalam kisaran suhu mulai dari 300 hingga 700ºC.

Titik didih

Sekali lagi, nilai yang dilaporkan tidak cocok dengan nilai ini. Rupanya cairan boron oksida (meleleh dari kristal atau gelasnya) mendidih pada suhu 1860ºC.

Stabilitas

Itu harus tetap kering, karena menyerap kelembaban untuk berubah menjadi asam borat, B (OH)3.

Nomenklatur

Boron oksida dapat dinamai dengan cara lain, seperti:

-Diboro trioxide (nomenklatur sistematis).

-Boron oksida (III) (nomenklatur stok).

-Boric oxide (nomenklatur tradisional).

Penggunaan

Beberapa penggunaan boron oksida adalah:

Sintesis boron trihalida

Dari B2O3 dapat disintesis boron trihalida, BX3 (X = F, Cl dan Br). Senyawa ini adalah asam Lewis, dan dengan itu dimungkinkan untuk memperkenalkan atom boron ke molekul tertentu untuk mendapatkan turunan lain dengan sifat baru..

Insektisida

Campuran padat dengan asam borat, B2O3-B (OH)3, merupakan formula yang digunakan sebagai insektisida rumah tangga.

Pelarut oksida logam: pembentukan gelas, keramik dan paduan boron

Cairan boron oksida mampu melarutkan oksida logam. Dari campuran yang dihasilkan ini, setelah didinginkan, padatan diperoleh oleh boron dan logam.

Tergantung pada jumlah B2O3 digunakan, serta teknik, dan jenis oksida logam, Anda bisa mendapatkan beragam gelas (borosilikat), keramik (nitrida dan boron karbida), dan paduan (jika hanya logam yang digunakan).

Secara umum, gelas atau keramik memperoleh kekuatan dan kekuatan yang lebih besar, serta daya tahan yang lebih besar. Dalam hal kacamata, mereka akhirnya digunakan untuk lensa optik dan teleskop, dan untuk perangkat elektronik.

Binder

Dalam konstruksi tungku peleburan baja, batu bata tahan api dengan basis magnesium digunakan. Di dalamnya, boron oksida digunakan sebagai pengikat, membantu menjaga mereka terikat erat.

Referensi

  1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Boron trioksida. Diperoleh dari: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2019). Oksida borat. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rio Tinto. (2019). Borix oksida. 20 Mule Team Borax. Diperoleh dari: borax.com
  5. A. Mukhanov, O. O. Kurakevich, dan V. L. Solozhenko. (s.f.). Tentang Kekerasan Boron (III) Oksida. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Prancis.
  6. Hansen T. (2015). B2O3 (Boric Oxide). Diperoleh dari: digitalfire.com