- Struktur boron oksida
- Unit BO
- Struktur kristal
- Struktur vitreous
- Properti
- Penampilan fisik
- Massa molekul
- Rasa
- Massa jenis
- Titik lebur
- Titik didih
- Stabilitas
- Tata nama
- Aplikasi
- Sintesis boron trihalida
- Insektisida
- Pelarut untuk oksida logam: pembentukan gelas, keramik dan paduan boron
- Bahan pengikat
- Referensi
The boron oksida atau anhidrida borat merupakan senyawa anorganik yang rumus kimia adalah B 2 O 3 . Karena boron dan oksigen adalah elemen blok p tabel periodik, dan terlebih lagi, kepala kelompoknya masing-masing, perbedaan elektronegativitas di antara keduanya tidak terlalu tinggi; oleh karena itu, B 2 O 3 diharapkan bersifat kovalen.
B 2 O 3 dibuat dengan melarutkan boraks dalam asam sulfat pekat dalam tungku peleburan dan pada suhu 750 ° C; asam borat, B (OH) 3 yang mengalami dehidrasi termal , pada suhu sekitar 300 ° C; atau bisa juga dibentuk sebagai produk reaksi diboran (B 2 H 6 ) dengan oksigen.
Bubuk boron oksida. Sumber: Materialscientist di Wikipedia bahasa Inggris
Boron oksida dapat memiliki tampilan seperti kaca atau kristal semi-transparan; yang terakhir dengan menggiling bisa diperoleh dalam bentuk bubuk (gambar atas).
Walaupun sekilas tampak tidak begitu, B 2 O 3 dianggap sebagai salah satu oksida anorganik paling kompleks; tidak hanya dari sudut pandang struktural, tetapi juga karena sifat variabel yang diperoleh oleh gelas dan keramik yang ditambahkan ke matriksnya.
Struktur boron oksida
Unit BO
B 2 O 3 adalah padatan kovalen, jadi secara teori tidak ada ion B 3+ atau O 2 dalam strukturnya , melainkan ikatan BO. Boron, menurut teori ikatan valensi (TEV), hanya dapat membentuk tiga ikatan kovalen; dalam hal ini, tiga tautan BO. Sebagai akibatnya, geometri yang diharapkan haruslah trigonal, BO 3 .
Molekul BO 3 kekurangan elektron, terutama atom oksigen; Namun, beberapa dari mereka dapat berinteraksi satu sama lain untuk memasok kekurangan tersebut. Jadi, segitiga BO 3 digabungkan dengan berbagi jembatan oksigen, dan didistribusikan di ruang angkasa sebagai jaringan baris segitiga dengan bidangnya diorientasikan dengan cara yang berbeda.
Struktur kristal
Struktur kristal boron oksida. Sumber: Orci
Contoh baris seperti unit segitiga BO 3 ditunjukkan pada gambar di atas . Jika Anda melihat lebih dekat, tidak semua wajah rencana mengarah ke pembaca, tetapi ke arah lain. Orientasi permukaan ini mungkin bertanggung jawab atas bagaimana B 2 O 3 didefinisikan pada suhu dan tekanan tertentu.
Ketika jaringan ini memiliki pola struktur jarak jauh, itu adalah padatan kristal, yang dapat dibangun dari sel satuannya. Di sinilah dikatakan bahwa B 2 O 3 memiliki dua polimorf kristalin: α dan β.
Α-B 2 O 3 diproduksi pada tekanan sekitar (1 atm), dan dikatakan tidak stabil secara kinetik; faktanya, ini adalah salah satu alasan mengapa boron oksida mungkin merupakan senyawa yang sulit untuk dikristalisasi.
Polimorf lainnya, β-B 2 O 3 , diperoleh pada tekanan tinggi dalam kisaran GPa; Oleh karena itu, densitasnya harus lebih besar dari pada α-B 2 O 3 .
Struktur vitreous
Cincin boroksol. Sumber: CCoil
Jaringan BO 3 secara alami cenderung mengadopsi struktur amorf; Artinya, mereka tidak memiliki pola yang menggambarkan molekul atau ion dalam padatan. Ketika B 2 O 3 disintesis, bentuk utamanya adalah amorf dan bukan kristal; dengan kata-kata yang benar: ini adalah padatan yang lebih seperti kaca daripada kristal.
B 2 O 3 kemudian dikatakan vitreous atau amorphous ketika jaringan BO 3-nya tidak teratur. Tidak hanya itu, tetapi mereka juga mengubah cara mereka berkumpul. Alih-alih diatur dalam geometri trigonal, mereka akhirnya saling terkait untuk menciptakan apa yang oleh para peneliti disebut cincin boroksol (gambar atas).
Perhatikan perbedaan nyata antara satuan segitiga dan heksagonal. Yang segitiga mencirikan kristal B 2 O 3 , dan yang heksagonal mencirikan vitreous B 2 O 3 . Cara lain untuk merujuk pada fase amorf ini adalah kaca boron, atau dengan rumus: gB 2 O 3 ('g' berasal dari kata glassy, dalam bahasa Inggris).
Jadi, jaringan gB 2 O 3 terdiri dari cincin boroksol dan bukan unit BO 3 . Namun, gB 2 O 3 dapat mengkristal menjadi α-B 2 O 3 , yang akan menunjukkan interkonversi cincin menjadi segitiga, dan juga akan menentukan derajat kristalisasi yang dicapai.
Properti
Penampilan fisik
Ini adalah padatan kaca yang tidak berwarna. Dalam bentuk kristalnya berwarna putih.
Massa molekul
69,6182 g / mol.
Rasa
Sedikit pahit
Massa jenis
-Kristalin: 2,46 g / mL.
-Vitreous: 1,80g / mL.
Titik lebur
Itu tidak memiliki titik leleh yang ditentukan sepenuhnya, karena itu tergantung pada seberapa kristal atau kaca itu. Bentuk kristal murni meleleh pada suhu 450 ° C; namun, bentuk kaca meleleh dalam kisaran suhu dari 300 hingga 700ºC.
Titik didih
Sekali lagi, nilai yang dilaporkan tidak cocok dengan nilai ini. Rupanya boron oksida cair (meleleh dari kristal atau dari gelasnya) mendidih pada suhu 1860ºC.
Stabilitas
Ini harus dijaga tetap kering, karena menyerap kelembaban untuk berubah menjadi asam borat, B (OH) 3 .
Tata nama
Boron oksida dapat diberi nama dengan cara lain, seperti:
-Diboron trioksida (nomenklatur sistematis).
-Boron (III) oksida (nomenklatur saham).
-Boric oksida (nomenklatur tradisional).
Aplikasi
Beberapa kegunaan boron oksida adalah:
Sintesis boron trihalida
Boron trihalogenides, BX 3 (X = F, Cl dan Br) dapat disintesis dari B 2 O 3 . Senyawa ini adalah asam Lewis, dan dengannya atom boron dapat dimasukkan ke molekul tertentu untuk mendapatkan turunan lain dengan sifat baru.
Insektisida
Campuran padat dengan asam borat, B 2 O 3 -B (OH) 3 , merupakan formula yang digunakan sebagai insektisida rumah tangga.
Pelarut untuk oksida logam: pembentukan gelas, keramik dan paduan boron
Oksida boron cair mampu melarutkan oksida logam. Dari campuran yang dihasilkan ini, setelah didinginkan, padatan yang terdiri dari boron dan logam diperoleh.
Bergantung pada jumlah B 2 O 3 yang digunakan, serta teknik, dan jenis oksida logam, berbagai macam kaca (borosilikat), keramik (boron nitrida dan karbida), dan paduan (jika digunakan) dapat diperoleh. logam saja).
Secara umum, kaca atau keramik memperoleh ketahanan dan kekuatan yang lebih besar, dan juga daya tahan yang lebih besar. Dalam kasus kacamata, mereka akhirnya digunakan untuk lensa optik dan teleskop, dan untuk perangkat elektronik.
Bahan pengikat
Dalam pembangunan tungku peleburan baja, digunakan batu bata tahan api berbasis magnesium. Boron oksida digunakan sebagai pengikat, membantu menahannya dengan erat.
Referensi
- Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Boron trioksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Oksida borat. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Borix oksida. 20 Boraks Tim Mule. Diperoleh dari: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevich, dan VL Solozhenko. (sf). Tentang Kekerasan Boron (III) Oksida. LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, Prancis.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (Borat Oksida). Diperoleh dari: digitalfire.com