Химия - Бор (элемент) - Получение

19 мая 2011


Оглавление:
1. Бор (элемент)
2. История и происхождение названия
3. Получение
4. Применение
5. Биологическая роль



Наиболее чистый бор получают пиролизом бороводородов. Такой бор используется для производства полупроводниковых материалов и тонких химических синтезов.

1. Метод металлотермии:

\mathrm{B_2O_3 + 3 \ Mg \longrightarrow 3 \ MgO + 2 \ B}

\mathrm{KBF_4 + 3 \ Na \longrightarrow 3 \ NaF + \ KF + \ B}

2. Термическое разложение паров бромида бора на раскаленной вольфрамовой проволоке в присутствии водорода:

\mathrm{2BBr_3 + 3 \ H_2 \longrightarrow 2 \ B + 6 \ HBr}

Физические свойства

Сечения захвата нейтронов изотопами В и В.

Чрезвычайно твёрдое вещество, карбиду бора, сплаву бор-углерод-кремний, карбиду скандия-титана). Обладает хрупкостью и полупроводниковыми свойствами.

В природе бор находится в виде двух изотопов В и В.

В имеет очень высокое сечение поглощения тепловых нейтронов, поэтому В в составе борной кислоты применяется в атомных реакторах для регулирования реактивности.

Химические свойства

Ионы бора окрашивают пламя в зелёный цвет

По многим физическим и химическим свойствам неметалл бор напоминает кремний.

Химически бор довольно инертен и при комнатной температуре взаимодействует только со фтором:

\mathrm{2B + 3 \ F_2 \longrightarrow 2 \ BF_3 \uparrow}.

При нагревании бор реагирует с другими галогенами с образованием тригалогенидов, с азотом образует нитрид бора BN, с фосфором — фосфид BP, с углеродом — карбиды различного состава. При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты, образуется оксид B2O3:

\mathrm{4B + 3 \ O_2 \longrightarrow 2 \ B_2O_3}

С водородом бор напрямую не взаимодействует, хотя известно довольно большое число бороводородов различного состава, получаемых при обработке боридов щелочных или щелочноземельных металлов кислотой:

\mathrm{Mg_3B_2 + 6 \ HCl \longrightarrow \ B_2H_6 \uparrow + 3 \ MgCl_2}

При сильном нагревании бор проявляет восстановительные свойства. Он способен, например, восстановить кремний или фосфор из их оксидов:

\mathrm{3SiO_2 + 4 \ B \longrightarrow 3 \ Si + 2 \ B_2O_3}

\mathrm{3P_2O_5 + 10 \ B \longrightarrow 5 \ B_2O_3 + 6P}

Данное свойство бора можно объяснить очень высокой прочностью химических связей в оксиде бора B2O3.

При отсутствии окислителей бор устойчив к действию растворов щелочей. В горячей азотной, серной кислотах и в царской водке бор растворяется с образованием борной кислоты ~H_3BO_3 .

Оксид бора ~B_2O_3 — типичный кислотный оксид. Он реагирует с водой с образованием борной кислоты:

\mathrm{B_2O_3 + 3 \ H_2O \longrightarrow 2 \ H_3BO_3}

При взаимодействии борной кислоты со щелочами возникают соли не самой борной кислоты — бораты, а тетрабораты, например:

\mathrm{4H_3BO_3 + 2 \ NaOH \longrightarrow \ Na_2B_4O_7 + 7 \ H_2O}



Просмотров: 7402


<<< Берклий
Борий >>>