Bortrifluorid

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Strukturformel
Strukturformel von Bortrifluorid
Allgemeines
Name Bortrifluorid
Andere Namen
  • Trifluorboran
  • Fuman
  • Bor(III)-fluorid
Summenformel BF3
CAS-Nummer
  • 7637-07-2
  • 13319-75-0 (Dihydrat)
PubChem 6356
Kurzbeschreibung

farbloses, stechend riechendes, an feuchter Luft rauchendes Gas[1]

Eigenschaften
Molare Masse 67,81 g·mol−1
Aggregatzustand

gasförmig[2]

Dichte
  • 3,1 g·l−1[2]
  • 1,636 g·cm−3 (25 °C, Dihydrat)[3]
Schmelzpunkt

−127,1 °C[2]

Siedepunkt

−100,4 °C[2]

Löslichkeit

reagiert heftig mit Wasser[2]

Dipolmoment

0[4]

Brechungsindex

1,316 (20°C, Dihydrat)[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [5]
04 – Gasflasche 05 – Ätzend 06 – Giftig oder sehr giftig

Gefahr

H- und P-Sätze H: 330​‐​314​‐​280
EUH: 014​‐​071
P: 260​‐​280​‐​304+340​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​315Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​405​‐​403 [6]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [7] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [5]
Sehr giftig Ätzend
Sehr giftig Ätzend
(T+) (C)
R- und S-Sätze R: 14​‐​26​‐​35
S: (1/2)​‐​9​‐​26​‐​28​‐​36/37/39​‐​45Vorlage:S-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze
MAK

2,5 mg·m−3 (Fluorid)[2]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−1136,0(8) kJ/mol[8]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Bortrifluorid ist eine chemische Verbindung, bestehend aus den Elementen Bor und Fluor. Es besitzt die Summenformel BF3 und wird manchmal auch als Trifluorboran bezeichnet.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Bortrifluorid kann gewonnen werden durch:

\mathrm{B_2O_3 + 6 \ HF \longrightarrow 2 \ BF_3 + 3 \ H_2O}
\mathrm{KBF_4 + 2 \ B_2O_3 \longrightarrow BF_3 + KF\cdot B_4O_6}
\mathrm{H_3BO_3 + 3 \ HSO_3F \longrightarrow BF_3 + 3 \ H_2SO_4}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Bortrifluorid bildet eine trigonal-planare Molekülstruktur aus. Es ist eine sehr giftige, bei Raumtemperatur gasförmige chemische Verbindung, die eine kritische Temperatur von −12,3 °C besitzt.

Bortrifluorid ist eine sehr starke Lewis-Säure. Es bildet mit Elektronenpaardonatoren Additionsverbindungen.

Mit Wasser reagiert es unter Zersetzung zu Borsäure und Flusssäure. Im Gegensatz zu den anderen Bortrihalogeniden findet keine direkte Hydrolyse statt, sondern eine Abfolge mehrerer Reaktionen. Dabei bildet sich aufgrund der starken BF3-Bindung zunächst ein Lewis-Säure-Base-Addukt.

\mathrm{ BF_3 + H_2O\ \rightleftharpoons \ H_2O^{+-}BF_3}
\mathrm{ H_2O^{+-}BF_3 + H_2O\ \rightleftharpoons \ [H_3O][BF_3OH]}
\mathrm{ [H_3O][BF_3OH] + H_2O\ \rightleftharpoons \ B(OH)_3 + 3\ HF}

Allerdings ist die Hydrolyse im Gegensatz zu anderen Borhalogeniden nicht vollständig, da sich auch das inerte, tetraedrische Tetrafluoroboration (BF4) bildet.

\mathrm{BF_3 + \ HF \longrightarrow \ HBF_4}

Auch die Produkte der Hydrolyse reagieren weiter zur Tetrafluorborsäure, die als Oxoniumsalz vorliegt.

\mathrm{ B(OH)_3 + 4\ HF\ \rightleftharpoons \ [H_3O][BF_4] + 2\ H_2O}

Verwendung[Bearbeiten]

In der chemischen Industrie kann Bortrifluorid für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen als Katalysator bzw. als Ausgangsstoff zur Herstellung verschiedener Borverbindungen eingesetzt werden. Gasförmiges Bortrifluorid und Bortrifluorid-Addukte werden hauptsächlich als Katalysatoren oder Co-Katalysatoren benutzt, zum Beispiel bei der Herstellung von Polymeren, hochwertigen Schmierölen, Pharmazeutika, Aroma- und Duftstoffen und weiteren Feinchemikalien sowie zur Synthese von Borverbindungen wie zum Beispiel Alkylboranen, Aminboranen und Reagenzien für die Suzuki-Kupplung. Weiterhin wird es in der Halbleiterindustrie als Borlieferant für die Ionenimplantation (p-Dotierung), zur Oberflächenbehandlung von Stahl und Glas und in Neutronendetektoren verwendet.

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Bortrifluorid ist sehr giftig und stark ätzend.

Wichtige BF3-Addukte[Bearbeiten]

Beispiel für ein Bortrifluorid-Addukt: BF3-Ammoniak

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Bortrifluorid. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 17. Januar 2014.
  2. a b c d e f Datenblatt Bortrifluorid bei AlfaAesar, abgerufen am 22. Februar 2010 (JavaScript erforderlich)..
  3. a b Datenblatt Boron trifluoride dihydrate, 96% bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 8. Februar 2014 (PDF).
  4. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Permittivity (Dielectric Constant) of Gases, S. 6-188.
  5. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7637-07-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  6. Eintrag zu CAS-Nr. 7637-07-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 14. März 2011 (JavaScript erforderlich)
  7. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  8. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, CODATA Key Values for Thermodynamics, S. 5-1.
  9. Georg Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2nd edition. Band 1. Academic Press, New York NY u. a. 1963, S. 219–221.