Trifluoreto de boro | |||
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Identificação | |||
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Sinônimos |
Trifluoroborano |
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N o CAS | |||
N o ECHA | 100.028.699 | ||
N o EC | 231-569-5 | ||
Aparência | Gás comprimido, incolor, com odor pungente. Forma fumaça branca em uma atmosfera úmida | ||
Propriedades quimicas | |||
Fórmula bruta |
B F 3 [Isômeros] |
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Massa molar | 67,806 ± 0,007 g / mol B 15,94%, F 84,06%, |
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Propriedades físicas | |||
Fusão T ° | -127 ° C | ||
T ° fervendo | −100 ° C | ||
Solubilidade | 3320 g · l -1 em água a 0 ° C | ||
Massa volumica | 2,4 (ar = 1) | ||
Temperatura de autoignição | não inflamável | ||
Ponto crítico | 49,9 bar , -12,35 ° C | ||
Termoquímica | |||
Δ vap H ° | 19,33 kJ · mol -1 ( 1 atm , -99,9 ° C ) | ||
Propriedades eletrônicas | |||
1 energia de re ionização | 15,7 ± 0,3 eV (gás) | ||
Precauções | |||
SGH | |||
![]() ![]() ![]() Perigo H314, H330, EUH014, H314 : Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves H330 : Fatal por inalação EUH014 : Reage violentamente com a água |
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WHMIS | |||
![]() ![]() ![]() A, D1A, E, A : Temperatura crítica do gás comprimido = −12,3 ° C D1A : Material muito tóxico com efeitos imediatos graves Transporte de mercadorias perigosas: classe 2.3 E : Material corrosivo Transporte de mercadorias perigosas: classe 8 Divulgação a 1,0% de acordo com a divulgação do ingrediente da lista |
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NFPA 704 | |||
0 4 1 | |||
Transporte | |||
268 : gás venenoso e corrosivo Número ONU : 1008 : TRIFLUORETO DE BORO, COMPRIMIDO Classe: 2.3 Código de classificação: 2TC : Gás liquefeito, tóxico, corrosivo; Rótulos: 2.3 : Gases tóxicos (corresponde aos grupos designados por um T maiúsculo, ou seja, T, TF, TC, TO, TFC e TOC). 8 : Substâncias corrosivas ![]() ![]() |
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Inalação | Tosse | ||
Pele | Vermelhidão, dor | ||
Olhos | Vermelhidão, dor | ||
Ecotoxicologia | |||
Limiar de odor | baixo: 1,5 ppm | ||
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário. | |||
O trifluoreto de boro é um gás tóxico e incolor de fórmula química B F 3 . Reage com o ar úmido formando vapores brancos compostos de fluoreto de hidrogênio , ácido bórico e ácido fluorobórico .
Neste composto, o boro é deficiente em elétrons . Durante as reações químicas , o BF 3, portanto, se comporta como um ácido de Lewis . Ele reage, por exemplo, com fluoretos , formando sais de tetrafluoreto:
CsF + BF 3 → CsBF 4A configuração espacial adotada por esta molécula está de acordo com a teoria VSEPR. Ele minimiza as interações entre os pares de elétrons ao redor do átomo central. Corresponde a uma estrutura em que os quatro átomos são coplanares com ângulos de valência iguais a 120 °. A molécula é plana, trigonal e três átomos de flúor formam um triângulo equilátero.
As ligações químicas BF são ligações simples. Sua resistência (646 kJ / mol) é maior do que a de todas as ligações simples conhecidas. A origem dessa força não pode ser interpretada por uma forma de ressonância que colocaria em jogo o caráter doador dos dubletes do átomo de flúor. Sua eletronegatividade (4) muito maior que a do boro (2) não permite isso. Duas interpretações complementares permitem compreender a grande força de conexão.
Uma primeira interpretação é de ordem orbital. O sistema de quatro orbitais p z (eixo z perpendicular ao plano da molécula) dá origem a sobreposições que estabilizam a interação BF. Isso indica que esse vínculo realmente possui um caráter de vínculo duplo, o que justifica sua força.
Uma segunda interpretação é devida ao exame simultâneo da alta densidade de elétrons entre B e F (a quantidade de sobreposição OA) e a carga parcial excepcionalmente alta transportada por B (+2,58) e aquela de F (-0, 86). Esses valores foram encontrados dentro da estrutura da teoria AIM ( Atoms in Molecules ). Freqüentemente, essas duas propriedades são exclusivas, o caráter iônico de uma ligação não permite uma forte sobreposição orbital. No caso do trifluoreto de boro, ambos são simultaneamente importantes, o que explica a grande resistência da ligação simples BF.
Existe uma síntese industrial muito diferente e uma síntese laboratorial muito diferente.
A síntese industrial do trifluoreto de boro envolve compostos facilmente acessíveis e, portanto, pode ser realizada em uma escala de milhares de toneladas.
Na 2 B 4 O 7 + 6 CaF 2 + 8 H 2 SO 4 → 2 NaHSO 4 + 6 CaSO 4 + 7 H 2 O + 4 BF 3Os reagentes são, na verdade, o bórax (extraído diretamente do solo, fonte do elemento químico boro), o fluoreto de cálcio ( fluorita ) também presente na natureza e o ácido sulfúrico produzido industrialmente em grandes quantidades.
No laboratório, pequenas quantidades de trifluoreto de boro são sintetizadas pela decomposição de um sal de diazônio .
C 6 H 5 N 2 BF 4 → C 6 H 5 F + N 2 + BF 3O caráter hipovalente do boro (não respeita a regra dos bytes ) dá ao trifluoreto de boro um forte caráter ácido de Lewis . Uma parte significativa de sua capacidade de resposta é explicada desta forma. Ele pode facilmente fixar base de Lewis, tais como halogeneto de iões F - , Cl - , etc. solventes oxigenados, como éter etílico , etc.
O trifluoreto de boro é assim comercializado em solução em éter na forma de eterato BF 3 OEt 2 -BF 3 . O caráter ácido de Lewis do BF 3 é então grandemente reduzido porque a fixação de uma base de Lewis deve ser precedida pela partida do éter.
A hidrólise é a destruição das ligações BF e a formação da ligação B-OH. A hidrólise do trifluoreto de boro leva ao ácido bórico B (OH) 3 .
A hidrólise também é explicada pela propriedade de ácido de Lewis do trifluoreto de boro. O primeiro passo é a ligação do BF 3 a uma molécula de água.
BF 3 + H 2 O → H 2 O-BF 3O caráter atrator de B ativa um hidrogênio da água assim fixado, o que leva a
H 2 O + H 2 O-BF 3 → H 3 O + + HOBF 3 -então
HOBF 3 - → HOBF 2e uma segunda eliminação de adição pode ocorrer.
A alcoólise (en) é uma reação próxima à hidrólise, mas com álcoois. Leva a ésteres bóricos B (OR) 3 ou a alquilboratos B (OR) 4 - .
A ligação BF pode ser alquilada, por exemplo, com um organomagnésio . Esta é a via usual para a preparação de alquil (aril) boratos. Por exemplo, o íon tetrafenilborato é assim preparado, a partir de BF3 ou BF 4 - .
O principal uso do trifluoreto de boro envolve seu caráter como um ácido de Lewis forte. As sínteses industriais usando a reação de Friedel e Craft consomem grandes quantidades dela porque deve ser usada em uma quantidade estequiométrica (e não catalítica).
RX + ArH + BF3 = Ar-R + BF3 + HXEmbora o BF3 não pareça interferir no balanço patrimonial, a presença do íon X - transforma-o em íons BF 4 - o que remove inteiramente seu caráter de ácido de Lewis.
O trifluoreto de boro é um composto corrosivo. A inalação prolongada pode causar edema pulmonar . Ele reage violentamente com a água. Deve ser manuseado com cuidado.
O valor limite de exposição é definido na França em 1 ppm ( 2,77 mg · m -3 ).