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名 称:三氧化二硼

分子式:B2O3

分子量:

CAS号:1303-86-2

性 状:

三氧化二硼(又称氧化硼、硼酸酐)

无色玻璃状晶体或粉末,熔点450℃。具有强烈吸水性而转变为硼酸,故应于干燥环境下密闭保存,防止吸水变质导致含量下降。微溶于冷水,易溶于热水中。

三氧化二硼(化学式:B2O3)又称氧化硼,是硼最主要的氧化物。它是一种白色蜡状固体,一般以无定形的状态存在,很难形成晶体,但在高强度退火后也能结晶。它是已知的最难结晶的物质之一。

 

中文名三氧化二硼

别称氧化硼、硼酸酐

化学式B2O3

熔点450

水溶性微溶于冷水,易溶于热水

CAS1303-86-2

外观白色蜡状固体


应用用作硅酸盐分解时的助熔剂等

可用作硅酸盐分解时的助熔剂、半导体材料的掺杂剂、油漆的耐火添加剂及制取元素硼和多种硼化物等等,产品用途广泛。在彩色显像制造业中,主要用于制造显像管部件及(屏和锥)封接用的低熔点玻璃原料。也可用作有机合成的催化剂、油漆及高温润滑剂的添加剂、陶瓷、特种玻璃及焊料的添加剂等。

 

玻璃状氧化硼(g-B2O3)很可能是一种由许多三角形BO3单元通过共用氧原子部分有序连接而成的网络结构,其中以硼氧相间的六元环B3O3占优势。该六元环中,硼原子为三配位,氧原子为二配位。该玻璃体在325450 °C时软化,其密度随受热情况而有一个变化范围。加热时,玻璃体氧化硼结构中的无序度增加。超过450 °C时会产生有极性的-B=O基。高于1000 °C时,氧化硼蒸气则全部由B2O3单体组成,其结构为角形的 O=BOB=O。

常压下使液态的氧化硼在200250 °C范围内结晶,可以形成普通的六方晶系氧化硼(α-B2O3),其结构(见右图)几乎全部由三角形的BO3单元组成。

22000atm400 °C时,α-B2O3转变为高温高压型的单斜晶体β-B2O3。该转变过程类似于石英在高压下到柯石英的转化。除此之外,β-B2O3也可以由液态氧化硼在40000atm600 °C时结晶得到。

β-B2O3的体积模量很大(K = 180 GPa)。g-B2O3和β-B2O3的维氏硬度分别为1.5GPa16GPa。

 

制备

硼在空气和氧气中燃烧都可以直接产生三氧化二硼,但三氧化二硼主要是通过硼酸脱水制取的。在200400 °C对硼酸真空脱水,可以得到非常干燥的三氧化二硼。如果在大气中脱水,即使加热到1000 °C,也很难去除最后剩下的痕量水。

硼酸则可通过硼砂和硫酸共热反应制取。

 

化学性质

氧化硼是酸性氧化物,熔融时可以溶解许多碱性的金属氧化物,生成有特征颜色的玻璃状硼酸盐和偏硼酸盐(玻璃)。这是硼砂珠试验定性鉴别金属的原理。例如:

(蓝色)

(黄色)

氧化硼可以被碱金属、铝和镁还原为单质硼:

反应后用盐酸处理反应混合物,MgO、B2O3Mg溶于盐酸,过滤后得到粗硼。氧化硼在高温时不能为碳还原(高温下可以形成碳化硼)。高温下氧化硼与碳和氯气反应,可以得到三氯化硼:

600 °C时,氧化硼与氨反应可以得到氮化硼(BN),与氢化钙反应则得到六硼化钙(CaB6)。

氧化硼是硼酸的酸酐,溶于水时会放出大量热生成偏硼酸和硼酸:


用 途:

应用

·制取其他硼化合物(如碳化硼)的原料;

·制造硼硅酸盐玻璃的原料;

·有机合成中的酸性催化剂;

·搪瓷、陶瓷釉料的助熔剂;

·玻璃纤维生产过程中的添加剂;

·制造化合物半导体(如砷化镓、磷化镓、砷化铟)时的液封剂等。


检验报告:

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