Оксид бору

Окси́д бо́ру, бо́рний ангідри́д — неорганічна бінарна сполука бору та кисню складу B₂O₃. Являє собою білу кристалічну або аморфну речовину. Стійкий до розкладання.

В природі зустрічається у складі бури Na₂B₄O₇·10H₂O, борациту 2Mg₃B₈O₁₅·MgCl₂, гідроборациту, пандерміту, колеманіту.

Окрім сполуки B₂O₃ відомі також інші оксиди: монооксид B₂O, субоксид B₆O.

Поширення у природі

Борацит (Нижня Саксонія)

Оксид бору широко розповсюджений у природі у складі інших сполук. Він входить до складу борної кислоти H₃BO₃, яка міститься у водах термальних джерел у вулканічних місцевостях (мінерал сасолін, що містить борну кислоту, отримав назву від італійського курортного містечка Сасо Пізано, яке славиться своїми лікувальними джерелами).

Окрім того, оксид бору зустрічається і у вигляді боратів. Основними джерелами оксиду бору є мінерали бура Na₂B₄O₇·10H₂O, борацит 2Mg₃B₈O₁₅·MgCl₂, гідроборацит, пандерміт, колеманіт та ін.

Фізичні властивості

Оксид бору може перебувати у кристалічному та аморфному станах. Кристалічний B₂O₃ є хімічно неактивним, на відміну від аморфного. Сполука є стійкою до нагрівання, не відновлюється навіть при дії на неї коксу. Забарвлює полум'я пальника у зелений колір.

Отримання

Синтезувати оксид бору можна, наприклад, спалюючи на повітрі чистий бор або бороводні:

$\mathrm{4}\mathrm{B}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{700^{o}C}{\to }\mathrm{2}{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

$\mathrm{2}{\mathrm{B}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{1}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{4}{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{0}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Оксид також утворюється в результаті розкладання деяких сполук бору:

$\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{B}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{235^{o}C}{\to }{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{B}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{2}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{B}\mathrm{(}\mathrm{O}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{(}\mathrm{O}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{8}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Хімічні властивості

Кристалічний оксид бору є хімічно неактивним. Аморфний оксид бору реагує з водою з виділенням великої кількості тепла (тепла, що виділяється від додавання 100 г оксиду до 125 г води, достатньо, аби довести воду до кипіння).

${\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{B}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

Сполука реагує з лугами та концентрованою плавиковою кислотою:

$\mathrm{2}{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{B}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{400-55^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{B}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{F}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{[}\mathrm{B}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}\mathrm{]}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Під дією металів бор відновлюється з оксиду:

${\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{A}\mathrm{l}\stackrel{800-900^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{+}\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

${\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{M}\mathrm{g}\stackrel{750-900^{o}C}{\to }\mathrm{M}{\mathrm{g}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$

$\mathrm{M}{\mathrm{g}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{B}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}\stackrel{<10^{o}C}{\to }{\mathrm{B}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{M}{\mathrm{g}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }$

Останній метод використовується для отримання бороводнів.

Див. також

• Бороводні
• Борна кислота

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0.