ثلاثي أكسيد البورون

ثلاثي أكسيد البورون
ثلاثي أكسيد البورون
ثلاثي أكسيد البورون
الاسم النظامي (IUPAC)
Boron trioxide
أسماء أخرى
أكسيد البورون ثلاثي أكسيد ثنائي البورون
المعرفات
رقم CAS	1303-86-2
بوب كيم (PubChem)	518682
مواصفات الإدخال النصي المبسط للجزيئات B(=O)OB=O[1]
المعرف الكيميائي الدولي InChI=1S/B2O3/c3-1-5-2-4[1]  InChIKey:JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N[1][2]
الخواص
الصيغة الجزيئية	B2O3
الكتلة المولية	69.62 غ/مول
المظهر	صلب أبيض
الكثافة	2.56 غ/سم^3 (بلوري صلب)
نقطة الانصهار	475 °س
نقطة الغليان	3380 درجة فهرنهايت[3]
الذوبانية في الماء	1.1 غ/100 مل ماء (عند 10 °س) 15.7 غ/100 مل ماء (عند 100 °س)
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)
تعديل مصدري - تعديل

ثلاثي أكسيد البورون هو مركب كيميائي للبورون، وهو من فصيلة الأكاسيد، وله الصيغة الكيميائية B₂O₃، ويكون على شكل صلب أبيض اللون.

التحضير

عند تسخين حمض البوريك للغليان يتشكل كتلة زجاجية لابلورية من ثلاثي أكسيد البورون والتي يصعب بلورتها، والتي تدعى أحياناً باسم زجاج البوروكسيد:[4]

${\displaystyle \mathrm {2\ H_{3}BO_{3}\ +\ 190,5\ kJ\rightleftharpoons \ B_{2}O_{3}\ +\ 3\ H_{2}O} }$

بالمقابل، فإن إجراء عملية البلمهة (نزع الماء) من حمض البوريك بشكل تدريجي بين درجات حرارة 150-250 °س يعطي ثلاثي أكسيد البورون البلوري.[4]

يحصل على ثلاثي أكسيد البورون بشكل صناعي من معالجة البورق (البوراكس) بحمض الكبريتيك في فرن صهر عند درجات حرارة تتجاوز 750 °س. يفصل أكسيد البورون المصهور عن كبريتات الصوديوم (كعكة الملح) بالإبانة، ثم يبرّد. تكون نقاوة أكسيد البورون الناتجة حوالي 96–97%.[5]

أنتج عالمياً ما يقارب 3.8 طن من ثلاثي أكسيد البورون في سنة 2007، حيث تعد تركيا والأرجنتين وتشيلي في صدارة الدول المنتجة لهذه المادة.[6]

الخواص

يتفاعل ثلاثي أكسيد البورون بشكل حمضي ويشكل حمض البوريك عند التماس مع الماء، كما أنّ B₂O₃ من المواد المسترطبة سواءً أكان في الحالة البلورية [7] أو اللابلورية.[8]

يمكن إجراء تفاعل اختزال للمركب باستخدام المغنسيوم أو البوتاسيوم أو الهيدروجين حيث يتشكل البورون:

${\displaystyle \mathrm {B_{2}O_{3}\ +\ 3\ Mg\ \rightleftharpoons \ 2\ B\ +\ 3\ MgO\ \ \Delta H=-533kJ} }$

يتبلور (α-) ثلاثي أكسيد البورون وفق النظام البلوري الثلاثي وفق الزمرة الفراغية P3₁21 و/أو P3₂21، وتكون أبعاد الشبكة البلورية كالتالي: a =434 و c =834 بيكومتر، بحيث تتسع ست وحدات صيغة لكل وحدة خلية.[9]

بالإضافة إلى الشكل ألفا، هناك شكل بيتا (β) من ثلاثي أكسيد البورون، ولكن يحصل عليه عند درجات حرارة مرتفعة،[10] كما يحصل على هذا الشكل عند تطبيق ضغوط مرتفعة تتجاوز 9.5 غيغاباسكال.[11]

الاستخدامات

يعد ثلاثي أكسيد البورون مركباً أساسياً للحصول على عنصر البورون نفسه بالإضافة إلى العديد من مركبات البورون الأخرى، مثل كربيد البورون، أو ثلاثي ميثيل البورات وذلك من خلال إذابة الأكسيد في الميثانول، أو ثنائي البوران من خلال الهدرجة.

من التطبيقات العملية لمركب ثلاثي أكسيد البورون استخدامه كصهارة و كمكوّن في زجاج البوروسيليكات وفي المينا المزجج.

يدخل ثلاثي أكسيد البورون في تركيب مواد إطفاء حريق المواد الفلزّية.[12]

المراجع

1. Boric oxide (بالإنجليزية), QID:Q278487
2. ChEBI release 2020-09-01، 1 سبتمبر 2020، QID:Q98915402
3. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0060.html.
4. Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie 102. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin und New York 2007, ISBN 978-3-11-017770-1. S. 1104.
5. Patnaik، P. (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. ص. 119. مؤرشف من الأصل في 2020-01-24. اطلع عليه بتاريخ 2009-06-06.
6. Boron (PDF; 88 kB). In: U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2009. نسخة محفوظة 27 أبريل 2017 على موقع واي باك مشين.
7. Gerdes، Eberhard (2001)، Qualitative Anorganische Analyse، Springer DE، ص. 230، ISBN:364259021-7
8. von Karl-Heinz Lautenschläger (2007)، Taschenbuch der Chemie - Karl-Heinz Lautenschläger، Harri Deutsch Verlag، ص. 218، ISBN:978381711760-4
9. Herta Effenberger, Christian L. Lengauer, Erwin Parth: Trigonal B₂O₃ with Higher Space-Group Symmetry: Results of a Reevaluation. In: Monatshefte für Chemie/Chemical Monthly. 132, , S. 1515–1517, دُوِي:10.1007/s007060170008. نسخة محفوظة 11 يونيو 2018 على موقع واي باك مشين.
10. V.A. Mukhanov, O.O. Kurakevych, V.L. Solozhenko: On the hardness of boron (III) oxide (PDF; 278 kB): Results of a Reevaluation. In: Journal of Superhard Materials. 30, , S. 71–72, دُوِي:10.3103/S1063457608010097. نسخة محفوظة 10 يناير 2020 على موقع واي باك مشين.
11. Brazhkin, V. V.; Katayama, Y.; Inamura, Y.; Kondrin, M. V.; Lyapin, A. G.; Popova, S. V.; Voloshin, R. N. (2003). "Structural transformations in liquid, crystalline and glassy B₂O₃ under high pressure". JETP Letters. ج. 78 ع. 6: 393–397. DOI:10.1134/1.1630134. مؤرشف من الأصل في 2016-03-03.
12. Gisbert Rodewald, Alfons Rempe, Kohlhammer: Feuerlöschmittel 7. Auflage, ISBN 3-17-018492-X.