Bortrioxid

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von Bortrioxid
__ B3+      __ O2−
Allgemeines
Name Bortrioxid
Andere Namen
  • Dibortrioxid
  • Borsesquioxid
  • Borsäureanhydrid
  • Borsäureglas
  • Bor(III)oxid
Verhältnisformel B2O3
CAS-Nummer 1303-86-2
Kurzbeschreibung

farblose, hygroskopische Masse[1]

Eigenschaften
Molare Masse 69,62 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,56 g·cm−3 (kristallin)[2]
1,83 g·cm−3 (amorph)[2]

Schmelzpunkt

475 °C (kristallin)[2]

Siedepunkt

2250 °C[2]

Löslichkeit

gering löslich in Wasser: 36 g·l−1 (25 °C)[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4]
08 – Gesundheitsgefährdend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 360FD
P: 201-​308+313 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4]
Giftig
Giftig
(T)
R- und S-Sätze R: 60-61
S: 53-45
LD50

3163 mg·kg−1[6] (oral, Maus)

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Bortrioxid oder Dibortrioxid ist eine chemische Verbindung der Elemente Bor und Sauerstoff mit der Summenformel B2O3.

Geschichte

Bortrioxid war Ausgangspunkt zur ersten Darstellung von Bor. Im Jahre 1808 gelang den französischen Chemikern Joseph Louis Gay-Lussac und Louis Jacques Thénard erstmals die Darstellung von unreinem Bor aus Bortrioxid durch Reduktion mit Kalium. Das erste hochreine Bor wurde dann im Jahre 1909 von dem amerikanischen Chemiker W. Weintraub durch die Reduktion von Bortrioxid mit Wasserstoff im Lichtbogen gewonnen.

Gewinnung und Darstellung

Glüht man Borsäure, so erhält man eine farblose, glasig-amorphe Masse (Boroxidglas)[2], die schwierig zu kristallisieren ist:

$ \mathrm {2\ H_{3}BO_{3}+190,5\ kJ\rightleftharpoons B_{2}O_{3}+3\ H_{2}O} $

Durch langsame Dehydratisierung von Borsäure bei 150–250 °C kann kristallines Bortrioxid hergestellt werden.[2]

Im Jahr 2007 wurden weltweit etwa 3,8 Millionen Tonnen Bortrioxid produziert. Hauptproduzenten sind die Türkei, Argentinien und Chile.[7]

Eigenschaften

Bortrioxid reagiert sauer, ist hygroskopisch und bildet Borsäure bei Kontakt mit Wasser. Bei Reduktion mit Magnesium, Kalium, Wasserstoff und anderen entsteht Bor.

$ \mathrm {B_{2}O_{3}+3\ Mg\rightleftharpoons 2\ B+3\ MgO\ \ \Delta H=-533kJ} $

Verwendung

Bortrioxid ist ein Ausgangsstoff zur Herstellung weiterer Borverbindungen (z.B. reinem Bor, Borkarbid, Methylborate durch Auflösung in Methanol, Diboran durch Hydrierung). Praktische Verwendung findet es als Flussmittel bzw. Bestandteil (Borsilikatglas, Borphosphatglas) in Emails und Gläsern. In heißgepresster Bornitrid-Keramik vermag es in Mengen von 2–6 % als Bindemittel zu fungieren. Bortrioxid wird unter anderem auch als Feuerlöschmittel bei Bränden von Metall eingesetzt.[8]

Einzelnachweise

  1. Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie 102. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin und New York 2007, ISBN 978-3-11-017770-1. S. 1104.
  3. 3,0 3,1 Eintrag zu Bortrioxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. Dezember 2007 (JavaScript erforderlich).
  4. 4,0 4,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 1303-86-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  5. 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 Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. Datenblatt Bortrioxid bei AlfaAesar, abgerufen am 3. Februar 2010 (JavaScript erforderlich)..
  7. Boron. In: U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2009.
  8. Gisbert Rodewald, Alfons Rempe, Kohlhammer: Feuerlöschmittel 7. Auflage, ISBN 3-17-018492-X.