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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:
CuO+B2O3→Cu(BO2)2(蓝色)Fe2O3+3B2O3→2Fe(BO2)3(黄色)氧化硼可以被碱金属、铝和镁还原为单质硼:
B2O3+3Mg→2B+3MgO
反应后用盐酸处理反应混合物,MgO、B2O3和Mg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:
B2O3+3C+3Cl2→2BCl3+3CO
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:
B2O3(s)+H2O(g)→2HBO2(g) △H°=-199.2kJ/mol
B2O3+3H2O→2H3BO3
【制备】 虽然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200-400 °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。
H3BO3→HBO2+H2O
2HBO2→B2O3+H2O
硼酸则可通过硼砂和硫酸共热反应制取。
【用途】
用于制取元素硼和精细硼化合物。也可与多种氧化物化合制成具有特征颜色的硼玻璃、光学玻璃、耐热玻璃、仪器玻璃及玻璃纤维、光线防护材料等。还可用作油漆的耐火阻烯添加剂和干燥剂。
玻璃成分中的B2O3的作用如下:
形成玻璃网络结构的一种物质。添加到石英玻璃的网络结构中,能减小黏度而对热膨胀和化学耐久性无任何负面影响。是耐热玻璃和化学玻璃器皿的成分之一。
【其他】
吸湿性极强。
【安全性】 用内衬二层聚乙烯塑料袋的聚乙烯塑料桶包装。每桶净重25kg。包装上要有"严防潮湿"标志。贮存在通风、干燥的库房中。各层聚乙烯塑料袋要分别扎紧,聚乙烯塑料桶加盖盖紧。贮运时要严格防潮,防雨淋,不可与酸类接触。失火时,可用砂土和二氧化碳灭火器扑救。氧化硼经动物实验可知,其毒性较低,因而规定了与其他低毒的一般粉尘相同的允许浓度值为10mg/m3。
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325-450 °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=B-O-B=O。
常压下使液态的氧化硼在200-250 °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。
在22000atm和400 °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40000atm和600 °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1.5GPa和16GPa。
三氧化二硼(化学式:B2O3)又称氧化硼,是硼最主要的氧化物。它是一种无色玻璃状固体,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。
无色玻璃状晶体或粉末。常压法与减压法(真空法)制得的产物外观不同,前者为坚韧的固体,后者为多孔疏散性固体。表面有滑腻感,无味。相对密度 2.460 g/cm (液态) 2.55 g/cm (三方) 3.11–3.146 g/cm (单斜),对热稳定,白热时也不被碳还原,但碱金属以及镁、铝皆能使之还原成单质硼。加热至600℃时,可变成黏性很大的液体。在空气中可强烈地吸水,生成硼酸。可与若干种金属氧化物化合而形成具有特征颜色的硼玻璃,能与碱金属、铜、银、铝、砷、锑、铋的氧化物完全混溶。
相对分子质量: 210.22.无色液体。相对密度1.053。凝固点-20℃。不溶于水, 溶于苯、醇、醚和酯。在130℃分解。通常商品为60%的苯二甲酸二甲酸溶液。 相对密度: 约1.091 闪点: 5...
Cu(OH)2的化学性质:①能与酸发生中和反应,②可受热分解为黑色氧化铜和水,③具有氧化性验证Cu(OH)2的化学性质①取少量Cu(OH)2于试管中,加入HCL②加热分解Cu(OH)2③新制氢氧化铜与...
pH值:3.45(10%溶液) 1、与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可形成爆炸性混合物,经摩擦、震动或撞击可引起燃烧或爆炸。2、重铵是光敏物质,曝光后能还原成三价铬。是强氧化剂,与有...
高一化学金属化学性质5
高一化学金属化学性质5
氧化锌和氧化铅和氧化硼复合玻璃
ZnO–PbO–B2O3 glassesas gamma-ray shielding materials Harvinder Singh a, Kulwant Singh a, Leif Gerward b, * , Kanwarjit Singh c, Hari Singh Sahota d , Rohila Nathuram e a Department of Physics, Guru Nanak Dev University, Amritsar-143005, Punjab, India b Department of Physics, Technical University of Denmark, Building 307, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark c Department of Applied Physics, Guru Nanak Dev
批准号 |
59472039 |
项目名称 |
非金属无机化合物氧化硼新型铁磁材料的应用基础研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0209 |
项目负责人 |
苏文辉 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
吉林大学 |
研究期限 |
1995-01-01 至 1997-12-31 |
支持经费 |
8(万元) |
用高压(2.0~6.0GPa)熔态(800~1800℃)淬火法获得含有少量铁的硼氧化合物析出相,具有超过铁所能承担的磁矩,M-T曲线表明存有两相,Tc分别为250℃和650℃,Mossbauer谱证明一为铁磁相,另一为强顺磁相。用量化从头算理论和GaussianTM程序,对十种硼氧原子团簇构形进行了计算。对B2O2团簇,运用UHF;MP2/6-31G(d)方法,发现存有菱方、线形和正方三种稳定结构。考虑多个(BO)2单元的作用,对立方结构的(BO)4团簇,三重太为基态,具有2μB净磁矩;对(BO)6,有较强的磁性。由此预言,由(BO)2堆积的固体有可能出现铁磁性或在铁的作用下产生磁性增强现象。对寻找来源于s,p电子的非磁原子硼氧构成的超轻强磁材料有重要意义。还合成了有重要意义的B7O。 2100433B
1.硼酸铝晶须的制备方法主要有气相法、熔融法、助融法等。熔融法是将氧化铝和硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然后冷却,成长为晶须。气相法是在1000~1400℃下,将水蒸气通入到气体状态的氟化铝和氧化硼中,得到硼酸铝晶须。 熔融法是将氧化铝与氧化硼在1200~1400℃下反应,氧化硼同时起助熔剂的作用,最终得到硼酸铝晶须。该法只能得到大尺寸的晶须。由于氧化硼同时起助熔剂作用,使生成的晶须熔解,吸收率降低。或者在氧化铝和氧化硼中加入助熔剂(如碱金属氯化物、硫酸盐或碳酸盐),在1000~1200℃下成长为晶须。反应后,用水处理,除去助熔剂,分离出晶须。水热法是先制备硼酸铝凝胶,再对凝胶进行水热处理,制得硼酸铝晶须。
2.熔融法 氧化铝和硼酸或氧化硼混合,在2100℃下熔融,然后冷却,成长为晶须。
3.气相法 在1000~1400℃下,将水蒸气通入到气体状态的氟化铝和氧化硼中,得到硼酸铝晶须。该法不易操作。
4.内部熔融法 将氧化铝或者在高温下生成氧化铝的化合物与氧化硼在1200~1400℃下反应,氧化硼同时起助熔剂的作用。最终得到硼酸铝晶须。该法只能得到大尺寸的晶须。并且,由于氧化硼同时起助熔剂作用,使生成的晶须熔解,收率降低。
5.外部熔融法 1000℃以上,在氧化铝和产生氧化硼的原料中加入与反应无关的助熔剂(如碱金属氯化物、硫酸盐或碳酸盐)。在1000~11200℃下,成长为晶须。反应后,用水处理,除去助熔剂,分离出晶须。反应温度为800~1000℃时,得到硼酸铝晶须。
6.以三碱硫酸铝[M3Al(SO4)3](M为碱金属)与硼的氧化物、含氧酸或碱金属硼酸盐为原料,以铝和硼的摩尔比为6∶4~9∶2进行混合,该混合物在700~1200℃范围内反应,得到硼酸铝晶须。