Tetrafluoroborsäure

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Strukturformel
Wasserstoffion Tetrafluoroboration
Allgemeines
Name Tetrafluoroborsäure
Andere Namen
  • Tetrafluorborsäure
  • Fluorborsäure
  • Borfluorwasserstoffsäure
Summenformel HBF4
CAS-Nummer 16872-11-0
PubChem 28118
Kurzbeschreibung

farblose wässrige Lösung [1]

Eigenschaften
Molare Masse 87,81 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

1,40 g·cm−3 [1]

Schmelzpunkt

−78 °C [1]

Siedepunkt

130 °C (Zersetzung) [1]

Löslichkeit

mischbar mit Wasser [1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
05 – Ätzend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 314
P: 260​‐​301+330+331​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​405​‐​501Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
Ätzend
Ätzend
(C)
R- und S-Sätze R: 34
S: (1/2)​‐​26​‐​27​‐​45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Tetrafluoroborsäure ist eine anorganische Säure. Ihr Anion ist das Tetrafluoroboration (BF4). Sie ist kommerziell als 45–50%ige Lösung erhältlich.

Darstellung[Bearbeiten]

Als großtechnische Synthese von Tetrafluoroborsäure wird die Reaktion von Borsäure mit 50%iger Flusssäure genutzt.

\mathrm{B(OH)_3 + 4 \ HF \longrightarrow \ HBF_4 + 3 \ H_2O}

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Umsetzung von Bortrifluorid mit Fluorwasserstoffsäure.[4]

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

Eigenschaften[Bearbeiten]

Tetrafluoroborsäure ist nur in Lösung stabil. Die wässrige Lösung ist farblos und kann bis zu einer Konzentration von etwa 50 % konzentriert werden. Geometrisch ist das Boratom tetraedrisch von vier Fluoratomen umgeben und bildet ein kugelförmiges Anion. Das Boratom ist im BF4 also sp3-hybridisiert. Tetrafluoroborsäure besitzt einen pKs-Wert von −0,4. In wässriger Lösung liegt sie dissoziiert als H3O+(aq) und [BF4](aq) vor.

Verwendung[Bearbeiten]

Tetrafluoroborsäure kann zur Synthese fluorierter Aromaten verwendet werden. Hierzu werden in einer Schiemann-Reaktion, einer Variante der Sandmeyer-Reaktion, Diazoaryle mit Tetrafluorborsäure umgesetzt.

Des Weiteren kann sie zur Abspaltung der Boc-Schutzgruppe und als Katalysator für Polymerisationen eingesetzt werden. Tetrafluoroborat-Ionen sind schwach koordinierende Anionen. Ihre Salze können daher ihre Anionen leicht gegen stärker komplexierende austauschen und werden aus diesem Grund oft zur Herstellung anderer Salze verwendet. Ein Beispiel ist Kupfer(II)-tetrafluoroborat welches zur Herstellung von Kupferkomplexen dient.

Bis vor einigen Jahren fand die Tetrafluoroborsäure verbreitet Einsatz als Basis für saure Zinnelektrolyte. Durch den zwangsläufig entstehenden Anteil an Fluorid bzw. Flusssäure entsteht durch diese Elektrolyte jedoch ein Entsorgungsproblem. Daher finden sich heute meist Elektrolyte auf Basis von Methansulfonsäure oder Schwefelsäure.

Geschmolzene Alkalimetall- und Ammoniumtetrafluoroborate (wie Natrium-, Kalium- und Ammoniumtetrafluoroborat) sind gute Lösungsmittel für Metalloxide und werden in Flussmitteln für Lötung und Hartlötung verwendet.[5]

Literatur[Bearbeiten]

  • Holleman-Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie 101. Auflage, de Gruyter, Berlin, 1995

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f Eintrag zu Tetrafluorborsäure in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 14.02.2008 (JavaScript erforderlich).
  2. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 16872-11-0 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  3. Tetrafluoroborsäure kann gemäß GHS als Gemisch eingestuft werden und darf dann noch bis zum 1. Juni 2015 mit der EU-Gefahrstoffkennzeichnung in Verkehr gebracht werden. Anschließend ist nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig; die EU-Kennzeichnung hat dann nur noch historischen Charakter.
  4. G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 221–222.
  5. Toxikologische Bewertung von Tetrafluorborsäure und Salze (PDF) bei der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (BG RCI), abgerufen am 22. August 2012.