Фтороборна кислота

хімічна сполука З Вікіпедії, вільної енциклопедії

Фтороборна кислота

Фтороборна кислота, фтористоборна кислота або тетрафторборна кислота (архаїчно фтоборна кислота) — неорганічна сполука зі спрощеною хімічною формулою H+[BF4]. На відміну від інших сильних кислот, як сульфатна кислота (H2SO4) або перхлоратна кислота (HClO4), у чистому виді (та що не містить розчинників) фтороборна кислота (точніше, чистий гідроген тетрафторборат) не існує. Термін «фтороборна кислота» відноситься до ряду хімічних сполук залежно від розчинника. H+ у спрощеній формулі фтороборної кислоти являє собою сольватований протон. Розчинником може бути будь-яка відповідна основа Льюїса. Наприклад, якщо розчинником є вода, фтороборна кислота може бути представлена формулою [H3O]+[BF4] (тетрафторборат оксонію), хоча реалістичніше, кілька молекул води сольватують протон: [H(H2O)n]+[BF4]. Сольват діетилового ефіру також комерційно доступний, де фтороборна кислота може бути представлена формулою [H((CH3CH2)2O)n]+[BF4], де n, швидше за все, дорівнює 2.

Коротка інформація Фтороборна кислота, Ідентифікатори ...
Фтороборна кислота
Thumb
Канонічна скелетна формула оксонію тетрафторборату
Thumb
Thumb
Інші назви Фтороборна кислота, Фтористоборна кислота, Флюороборна кислота, Тетрафтороборат водню, Тетрафторборануїд оксонію, Тетрафлюорборат оксонію(1-), Оксоній тетрафторборат
Ідентифікатори
Номер CAS 16872-11-0 
PubChem 28118
Номер EINECS 240-898-3
Назва MeSH Fluoroboric+acid
ChEBI 38902
RTECS ED2685000
SMILES F[B-](F)(F)[FH+]
InChI InChI=1S/BF4/c2-1(3,4)5/q-1/p+1 
Номер Гмеліна 21702
Властивості
Молекулярна формула HBF4
Молярна маса 87,81 г/моль
Зовнішній вигляд Безбарвна рідина
Тпл -90
Кислотність (pKa) ~1.8 (розчин ацетонітрилу)[1]
Небезпеки
ГГС піктограми GHS05: Корозія
ГГС формулювання небезпек 314
ГГС запобіжних заходів 260, 264, 280, 301+330+331, 303+361+353, 304+340, 305+351+338, 310, 321, 363, 405, 501
NFPA 704
Thumb
0
3
0
Пов'язані речовини
Пов'язані речовини Фтороводень, Трифлієва кислота, Гексафторфосфорна кислота
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки
Закрити

Вона в основному виробляється як прекурсор інших фторборатних солей.[2] Це сильна кислота. Фтороборна кислота є корозійною та роз'їдає шкіру. Вона комерційно доступна у вигляді розчину у воді та інших розчинниках, таких як діетиловий ефір. Це сильна кислота зі слабко координуючою, неокислюваною сполученою основою. Вона структурно подібна до перхлоратної кислоти, але не має шкідливих факторів, пов'язаних з окислювачами.

Структура і виробництво

Узагальнити
Перспектива

Чиста фторборна кислота описана як «неіснуюча сполука», оскільки очікується, що так званий "голий протон" буде відривати фтор від іона тетрафторборату з утворенням фтороводню та трифториду бору:

 H+[BF4] → HF + BF3

Те ж саме стосується суперкислот, які відомі за спрощеними формулами H[PF6] і H[SbF6].[3][4] Однак розчин трифториду бору у фтороводні є висококислотним, має приблизний вид [H2F]+[BF4] (фтороній тетрафторборат), функція кислотності Гаммета дорівнює -16,6 при 7 моль % трифториду бору, можна його легко кваліфікувати як суперкислоту.[5] Хоча і без розчинників фтороборна кислота не відділена, її сольвати добре охарактеризовані. Ці солі складаються з протонованого розчинника як катіона, наприклад, H3O+ або H5O+2 так і аніона, тетраедричний BF4. Аніон і катіони міцно пов'язані водневими зв'язками.[6]

Thumb
Субодиниця кристалічної структури [H3O]+[BF4] виділяє водневий зв’язок між катіоном та аніоном

Водні розчини фтороборної кислоти отримують шляхом розчинення борної кислоти у водному розчині флуоридної кислоти.[7] Три еквіваленти фтороводню реагують з утворенням проміжного трифториду бору, а четвертий дає фторборну кислоту:

 B(OH)3 + 4HF → H3O+ + BF4 + 2H2O

Безводні розчини можна одержати обробкою водного розчину фтороборної кислоти оцтовим ангідридом.[8]

Кислотність

Кислотність фтороборної кислоти ускладнюється тим фактом, що її назва відноситься до ряду різних сполук, напр. [H(CH3CH2)2O]+[BF4] (диметилоксоній тетрафторборат), [H3O]+[BF4] (тетрафторборат оксонію) або HF·BF3 (аддукт фтороводнютрифтористого бору 1:1) і кожна з різною кислотністю. pKa у водному розчині вказано як –0,44.[2] Титрування [N((CH2)3CH3)4]+[BF4] (тетрафторборат тетрабутиламонію) в розчині ацетонітрилу вказує на те, що фтороборна кислота, в даному випадку аддукт фтороводню-трифториду бору має pKa 1,6 у цьому розчиннику. Її кислотність, таким чином, порівнянна з кислотністю фторсульфонової кислоти.

Додатки

Узагальнити
Перспектива

Фтороборна кислота є основним прекурсором фторборатних солей, які зазвичай отримують шляхом обробки оксидів металів фторборною кислотою. Неорганічні солі є проміжними продуктами у виробництві вогнезахисних матеріалів і фритт для глазурування, а також у електролітичному утворенні бору. Фтороборна кислота також використовується для гравірування алюмінію та кислотного травлення.

Органічна хімія

Фтороборна кислота (H[BF4]) використовується як каталізатор алкілування і полімеризації. У реакціях захисту вуглеводів ефірна фторборна кислота є ефективним і економічно вигідним каталізатором реакцій трансацеталізації та ізопропіліденування. Розчини ацетонітрилу розщеплюють ацеталі та деякі прості ефіри. Багато реакційноздатних катіонів було отримано з використанням фтороборної кислоти, напр. тетрафторборат тропілію (C7H7+[BF4]), тетрафторборат трифенілкарбенію (Ph3C]+[BF4]), тетрафторборат триетилоксонію (Et3O]+[BF4]) і тетрафторборат бензолдіазонію ([PhN2]+[BF4]).

Гальваніка

Розчин фтороборної кислоти використовуються в гальваніці олова та олов’яних сплавів. У цьому застосуванні метансульфонова кислота витісняє використання фтороборної кислоти.[9] Фтороборна кислота також використовується для високошвидкісного гальванічного покриття міді у фторборатних ваннах.[10]

Безпека

Фтороборна кислота токсична та роз'їдає шкіру та очі. Вона роз'їдає скло.[2] Вона гідролізується, вивільняючи корозійний, летючий фтороводень.[9]

Інші фтороборні кислоти

Відомий ряд фтороборних кислот у водних розчинах. Ряд можна представити так:

  •  H+[B(OH)4] (Гідроген тетрагідроксиборат) (Не є фтороборною кислотою);
  •  H+[BF(OH)3] (Гідроген фтор(тригідрокси)борат);
  •  H+[BF2(OH)2] (Гідроген дифтор(дигідрокси)борат);
  •  H+[BF3(OH)] (Гідроген трифтор(гідрокси)борат);
  •  H+[BF4] (Гідроген тетрафторборат)

Дивись також

Список літератури

Подальше читання

Зовнішні посилання

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.