- Estrutura de óxido de boro
- Unidade BO
- Estrutura de cristal
- Estrutura vítrea
- Propriedades
- Aparência física
- Massa molecular
- Gosto
- Densidade
- Ponto de fusão
- Ponto de ebulição
- Estabilidade
- Nomenclatura
- Formulários
- Síntese de trihaletos de boro
- Inseticida
- Solvente para óxidos metálicos: formação de vidros, cerâmicas e ligas de boro
- Encadernador
- Referências
O óxido de boro ou anidrido bórico é um composto inorgânico cuja fórmula química é B 2 O 3. Como o boro e o oxigênio são elementos do bloco p da tabela periódica, e mais ainda, cabeças de seus respectivos grupos, a diferença de eletronegatividade entre eles não é muito elevada; portanto, espera- se que B 2 O 3 seja de natureza covalente.
O B 2 O 3 é preparado dissolvendo o bórax em ácido sulfúrico concentrado em um forno de fusão e a uma temperatura de 750 ° C; ácido bórico desidratando termicamente, B (OH) 3, a uma temperatura de cerca de 300 ° C; ou também pode ser formado como um produto da reação do diborano (B 2 H 6) com o oxigênio.
Pó de óxido de boro. Fonte: Materialscientist at English Wikipedia
O óxido de boro pode ter uma aparência semitransparente vítrea ou cristalina; o último por moagem pode ser obtido na forma de pó (imagem superior).
Embora possa não parecer à primeira vista, o B 2 O 3 é considerado um dos óxidos inorgânicos mais complexos; não só do ponto de vista estrutural, mas também devido às propriedades variáveis adquiridas pelos vidros e cerâmicas aos quais se somam à sua matriz.
Estrutura de óxido de boro
Unidade BO
B 2 O 3 é um sólido covalente, então em teoria não há B 3+ ou íons O 2 em sua estrutura, mas ligações BO. O boro, de acordo com a teoria das ligações de valência (TEV), só pode formar três ligações covalentes; neste caso, três links BO. Como conseqüência disso, a geometria esperada deve ser trigonal, BO 3.
A molécula de BO 3 é deficiente em elétrons, especialmente átomos de oxigênio; No entanto, vários deles podem interagir entre si para suprir a referida deficiência. Assim, os triângulos BO 3 são unidos por uma ponte de oxigênio compartilhada e são distribuídos no espaço como redes de fileiras triangulares com seus planos orientados de maneiras diferentes.
Estrutura de cristal
Estrutura cristalina do óxido de boro. Fonte: Orci
Um exemplo dessas linhas com unidades triangulares BO 3 é mostrado na imagem acima. Se você olhar bem, nem todas as faces dos planos apontam para o leitor, mas o contrário. As orientações dessas faces podem ser responsáveis por como o B 2 O 3 é definido em uma determinada temperatura e pressão.
Quando essas redes têm um padrão estrutural de longo alcance, trata-se de um sólido cristalino, que pode ser construído a partir de sua célula unitária. É aqui que se diz que B 2 O 3 tem dois polimorfos cristalinos: α e β.
Α-B 2 O 3 é produzido à pressão ambiente (1 atm) e é considerado cineticamente instável; na verdade, esta é uma das razões pelas quais o óxido de boro é provavelmente um composto difícil de cristalizar.
O outro polimorfo, β-B 2 O 3, é obtido em altas pressões na faixa de GPa; portanto, sua densidade deve ser maior do que α-B 2 O 3.
Estrutura vítrea
Anel de boroxol. Fonte: CCoil
As redes BO 3 tendem naturalmente a adotar estruturas amorfas; Ou seja, carecem de um padrão que descreva as moléculas ou íons no sólido. Quando o B 2 O 3 é sintetizado, sua forma predominante é amorfa e não cristalina; em palavras corretas: é um sólido mais vítreo do que cristalino.
B 2 O 3 é então dito ser vítreo ou amorfo quando suas redes de BO 3 estão desordenadas. Não só isso, mas também mudam a maneira como se reúnem. Em vez de estarem dispostos em uma geometria trigonal, eles acabam se ligando para criar o que os pesquisadores chamam de anel de boroxol (imagem superior).
Observe a diferença óbvia entre unidades triangulares e hexagonais. Os triangulares caracterizam o B 2 O 3 cristalino e os hexagonais o B 2 O 3 vítreo. Outra forma de se referir a essa fase amorfa é o vidro de boro, ou por uma fórmula: gB 2 O 3 (o 'g' vem da palavra glassy, em inglês).
Assim, as redes gB 2 O 3 são compostas por anéis de boroxol e não por unidades BO 3. No entanto, gB 2 O 3 pode cristalizar em α-B 2 O 3, o que implicaria uma interconversão de anéis em triângulos, e também definiria o grau de cristalização alcançado.
Propriedades
Aparência física
É um sólido vítreo incolor. Em sua forma cristalina, é branco.
Massa molecular
69,6182 g / mol.
Gosto
Ligeiramente amargo
Densidade
-Cristalino: 2,46 g / mL.
-Vítreo: 1,80g / mL.
Ponto de fusão
Não tem um ponto de fusão totalmente definido, porque depende de quão cristalino ou vítreo ele é. A forma puramente cristalina funde a 450 ° C; entretanto, a forma vítrea derrete em uma faixa de temperatura de 300 a 700ºC.
Ponto de ebulição
Novamente, os valores relatados não correspondem a este valor. O óxido de boro aparentemente líquido (derretido de seus cristais ou de seu vidro) ferve a 1860ºC.
Estabilidade
Deve ser mantido seco, pois absorve umidade para se transformar em ácido bórico, B (OH) 3.
Nomenclatura
O óxido de boro pode ser denominado de outras maneiras, como:
-Trióxido de diboro (nomenclatura sistemática).
-Óxido de boro (III) (nomenclatura de estoque).
-Óxido bórico (nomenclatura tradicional).
Formulários
Alguns dos usos do óxido de boro são:
Síntese de trihaletos de boro
Os trihalogenetos de boro, BX 3 (X = F, Cl e Br) podem ser sintetizados a partir de B 2 O 3. Esses compostos são ácidos de Lewis, e com eles é possível introduzir átomos de boro em certas moléculas para obter outros derivados com novas propriedades.
Inseticida
Uma mistura sólida com ácido bórico, B 2 O 3 -B (OH) 3, representa uma fórmula que é usada como um inseticida doméstico.
Solvente para óxidos metálicos: formação de vidros, cerâmicas e ligas de boro
O óxido de boro líquido é capaz de dissolver óxidos de metal. Desta mistura resultante, uma vez resfriada, são obtidos sólidos compostos de boro e metais.
Dependendo da quantidade de B 2 O 3 usada, bem como da técnica e do tipo de óxido de metal, uma rica variedade de vidros (borossilicatos), cerâmicas (nitretos e carbonetos de boro) e ligas (se usadas) pode ser obtida. metais apenas).
Em geral, o vidro ou a cerâmica adquirem maior resistência e resistência, além de maior durabilidade. No caso dos óculos, eles acabam sendo usados para lentes óticas, telescópicas e aparelhos eletrônicos.
Encadernador
Na construção de fornos de fundição de aço, são utilizados tijolos refratários à base de magnésio. O óxido de boro é usado como aglutinante, ajudando a mantê-los bem juntos.
Referências
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Trióxido de boro. Recuperado de: en.wikipedia.org
- PubChem. (2019). Óxido bórico. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rio Tinto. (2019). Óxido de Borix. 20 Mule Team Borax. Recuperado de: borax.com
- A. Mukhanov, OO Kurakevich e VL Solozhenko. (sf). Sobre a dureza do óxido de boro (III). LPMTMCNRS, Université Paris Nord, Villetaneuse, França.
- Hansen T. (2015). B 2 O 3 (óxido bórico). Recuperado de: digitalfire.com