Kyselina fluoroboritá - Fluoroboric acid

Kyselina fluoroboritá
Kanonický, kosterní vzorec kyseliny fluoroborité
Jména
Preferovaný název IUPAC
Kyselina tetrafluoroboritá
Ostatní jména
kyselina tetrafluoroboritá, oxonium tetrafluoroboranuid, oxonium tetrafluoridoborát (1-)
Identifikátory
3D model ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA 100.037.165 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
21702
Pletivo Fluoroboritá + kyselina
Číslo RTECS
UNII
UN číslo 1775
  • InChI = 1S / BF4H / c2-1 (3,4) 5 / h2H ☒N
    Klíč: YKRRMQXMWYXWJW-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • F [B -] (F) (F) [FH +]
  • [H +]. F [B -] (F) (F) F
Vlastnosti
B F 4 H
Molární hmotnost 87,81  g · mol -1
Vzhled Bezbarvá kapalina
Bod tání −90 ° C (−130 ° F; 183 K)
Bod varu 130 ° C (266 ° F; 403 K)
Kyselost (p K a ) ~ 1,8 (řešení MeCN)
Nebezpečí
Bezpečnostní list Externí bezpečnostní list
Korozívní C
R-věty (zastaralé) R34
S-věty (zastaralé) (S1 / 2) , S26 , S27 , S45
NFPA 704 (ohnivý diamant)
3
0
0
Související sloučeniny
Související sloučeniny
 Fluorovodík

Kyselina triflic

Není-li uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v jejich standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit  ( co je   ?) šekY☒N
Reference Infoboxu

Kyseliny fluoroborité nebo kyselina tetrafluoroboritá (archaically, kyselinu fluoroboritou ) je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem [H + ] [BF 4 - ], kde H + představuje solvatovaného protonu. Rozpouštědlem může být jakákoli vhodně Lewisova základní entita. Například ve vodě to může být reprezentováno H
3OBF
4(oxoniové tetrafluorborát), i když více realisticky, několik molekul vody solvát proton: [H (H 2 O) n + ] [BF 4 - ]. Ethyl-ether solvát je také komerčně dostupné: [H (Et 2 O) n + ] [BF 4 - ], kde n je s největší pravděpodobností 2. Na rozdíl od silných kyselin, jako je H, 2 SO 4 nebo HClO 4 , čistý nesolvatované látka není existují (viz níže).

Vyrábí se hlavně jako předzvěst jiných fluoroboritanových solí. Je to silná kyselina . Kyselina fluoroboritá je žíravá a napadá pokožku. Je komerčně dostupný jako roztok ve vodě a jiných rozpouštědlech, jako je diethylether . Je to silná kyselina se slabě koordinující , neoxidující konjugovanou bází. Je strukturálně podobný kyselině chloristé , ale postrádá rizika spojená s oxidanty .

Struktura a výroba

Čistý HBF 4 byl popsán jako „neexistující sloučenina“, protože se předpokládá, že dostatečně „nahý“ proton oddělí fluorid z tetrafluorborátového iontu za vzniku fluorovodíku a fluoridu boritého : [H + ] [BF 4 - ] → HF + BF 3 . (Totéž platí pro superkyseliny známé pomocí jednoduchých vzorců HPF 6 a HSbF 6. ) Roztok BF 3 v HF je však vysoce kyselý a má přibližnou speciaci [H 2 F + ] [BF 4 - ] a Hammettova funkce kyselosti –16,6 při 7 mol% BF 3 , snadno se kvalifikuje jako superkyselina. Ačkoli HBF 4 bez rozpouštědel nebyl izolován, jeho solváty jsou dobře charakterizovány. Tyto soli se skládají z protonované rozpouštědlo jako kationtem, například, H 3 O + a H
5Ó+
2a čtyřboký BF-
4anion. Anion a kationty jsou silně vázány vodíkem.

Podjednotka krystalové struktury H 3 OBF 4 zvýrazňující vodíkovou vazbu mezi kationtem a aniontem

Vodné roztoky HBF 4 se připravují rozpuštěním kyseliny borité ve vodné kyselině fluorovodíkové . Tři ekvivalenty HF reagují za vzniku meziproduktu fluoridu boritého a čtvrtý poskytuje kyselinu fluoroboritou:

B (OH) 3 + 4 HF → H 3 O + + BF-
4+ 2 H20

Bezvodé roztoky lze připravit zpracováním vodné kyseliny fluorovodíkové s anhydridem kyseliny octové .

Kyselost

Kyselost kyseliny fluoroborité komplikuje skutečnost, že název odkazuje na několik různých druhů H (OEt 2 ) + BF-
4, H 3 O + BF-
4a HF . BF 3 - každý s jinou kyselostí. Vodná pK je citován jako -0.44. Titrace NBu+
4BF-
4v roztoku acetonitrilu naznačuje, že HBF 4 , tj. HF . BF 3 , má pK A 1,6 v tomto rozpouštědle. Jeho kyselost je tedy srovnatelná s kyselostí kyseliny fluorsulfonové .

Aplikace

Kyselina fluoroboritá je hlavním prekurzorem fluoroboritanových solí, které se obvykle připravují zpracováním oxidů kovů kyselinou fluoroboritou. Anorganické soli jsou meziprodukty při výrobě nehořlavých materiálů a skleněných frit a při elektrolytické výrobě boru . HBF 4 se také používá při leptání hliníku a moření kyselinami.

Organická chemie

HBF 4 se používá jako katalyzátor pro alkylace a polymerace . Při reakcích na ochranu sacharidů je etherická kyselina fluoroboritá účinným a nákladově efektivním katalyzátorem pro transacetalační a isopropylidenační reakce. Roztoky acetonitrilu štěpí acetály a některé ethery . Mnoho reaktivních kationtů bylo získáno použitím kyseliny fluoroborité, např. Tetrafluoroboritan tropylium ( C
7H+
7BF-
4), trifenylmethyl tetrafluorborát ( Ph
3C+
BF-
4), triethyloxonium tetrafluoroborát ( Et
3Ó+
BF-
4) a benzendiazoniumtetrafluorborát ( PhN+
2BF-
4).

Galvanické pokovování

Roztoky HBF 4 se používají při galvanizaci cínu a slitin cínu. V této přihlášce nahrazuje kyselina methansulfonová použití HBF 4 .

Bezpečnost

HBF 4 je toxický a napadá pokožku a oči. Napadá sklo. Hydrolyzuje a uvolňuje korozivní těkavý fluorovodík .

Jiné kyseliny fluoroborité

Ve vodných roztocích je známá řada fluoroboritých kyselin. Série může být představena následovně:

  • H [B (OH) 4 ]
  • H [BF (OH) 3 ]
  • H [BF 2 (OH) 2 ]
  • H [BF 3 (OH)]
  • H [BF 4 ]

Viz také

Reference

Další čtení

  • Albert, R .; Dax, K .; Pleschko, R .; Stütz, AE (1985). „Kyselina tetrafluoroboritá, účinný katalyzátor při reakcích na ochranu a odstranění ochranných skupin ze sacharidů“. Výzkum sacharidů . 137 : 282–290. doi : 10,1016 / 0008-6215 (85) 85171-5 .
  • Bandgar, BP; Patil, AV; Chavan, OS (2006). „Kyselina fluorovodíková na bázi křemíku jako nový, účinný a opakovaně použitelný katalyzátor pro syntézu 1,5-benzodiazepinů za podmínek bez obsahu rozpouštědel“. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical . 256 (1–2): 99–105. doi : 10.1016 / j.molcata.2006.04.024 .
  • Heintz, RA; Smith, JA; Szalay, PS; Weisgerber, A .; Dunbar, KR (2002). Homoleptické přechodové kovové acetonitrilové kationty s tetrafluoroborátovými nebo trifluormethansulfonátovými anionty . Anorganické syntézy. 33 . 75–83. doi : 10,1002 / 0471224502 . ISBN 9780471208259.
  • Housecroft, CE; Sharpe, AG (2004). Anorganická chemie (2. vyd.). Prentice Hall. p. 307. ISBN 978-0-13-039913-7.
  • Meller, A. (1988). "Bor". Gmelin Handbook of Anorganic Chemistry . 3 . New York: Springer-Verlag. 301–310.
  • Perry, DL; Phillips, SL (1995). Příručka anorganických sloučenin (1. vyd.). Boca Raton: CRC Press. p. 1203. ISBN 9780849386718.
  • Wamser, CA (1948). "Hydrolýza kyseliny fluorovodíkové ve vodném roztoku". Journal of the American Chemical Society . 70 (3): 1209–1215. doi : 10.1021 / ja01183a101 .
  • Wilke-Dörfurt, E .; Balz, G. (1927). „Zur Kenntnis der Borfluorwasserstoffsäure und ihrer Salze“. Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 159 (1): 197–225. doi : 10,1002 / zaac.19271590118 .

externí odkazy