Bortrifluorid

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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]

Dampfdruck

28 bar (bei -30 °C)[4]

Löslichkeit

reagiert heftig mit Wasser[2]

Dipolmoment

0[5]

Brechungsindex

1,316 (20 °C, Dihydrat)[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [6]
06 – Giftig oder sehr giftig 05 – Ätzend 08 – Gesundheitsgefährdend 04 – Gasflasche

Gefahr

H- und P-Sätze H: 280​‐​330​‐​314​‐​335​‐​373
EUH: 014​‐​071
P: 260​‐​280​‐​304+340​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​315Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​308+313​‐​405​‐​403 [4]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [7] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [8]
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]
  • Schweiz: 1 ml·m−3 bzw. 3 mg·m−3[9]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−1136,0(8) kJ/mol[10]

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 | Quelltext 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 | Quelltext 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 | Quelltext 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 | Quelltext bearbeiten]

Bortrifluorid ist sehr giftig und stark ätzend.

Wichtige BF3-Addukte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beispiel für ein Bortrifluorid-Addukt: BF3-Ammoniak

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Eintrag zu 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. a b Eintrag zu Bortrifluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016 (JavaScript erforderlich).
  5. 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.
  6. Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7637-07-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  7. Für Stoffe ist seit dem 1. Dezember 2012, für Gemische seit dem 1. Juni 2015 nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung gültig. Die EU-Gefahrstoffkennzeichnung ist daher nur noch auf Gebinden zulässig, welche vor diesen Daten in Verkehr gebracht wurden.
  8. Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7637-07-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  9. SUVA: Grenzwerte am Arbeitsplatz 2015 – MAK-Werte, BAT-Werte, Grenzwerte für physikalische Einwirkungen, abgerufen am 2. November 2015.
  10. 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.
  11. Georg Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2nd edition. Band 1. Academic Press, New York NY u. a. 1963, S. 219–221.