偏硼酸
化合物
偏硼酸（英語：Metaboric acid）是一類具有相同實驗式HBO2的無機化合物的名稱，[1]其分子結構不同。它們是由硼酸脫水或分解形成的無色水溶性固體。
| 偏硼酸 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Oxoborinic acid | |||
| 識別 | |||
| CAS號 | 13460-51-0 
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| PubChem | 24492 | ||
| ChemSpider | 22900 | ||
| SMILES |
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| Gmelin | 121829 | ||
| EINECS | 236-659-8 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | H3B3O6 | ||
| 摩爾質量 | 131.45 g·mol−1 | ||
| 外觀 | 白色固體 | ||
| 密度 | 1.784 g cm−3 | ||
| 熔點 | 176 °C（449 K） | ||
| pKa | 9.236 | ||
| 危險性 | |||
GHS危險性符號
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| GHS提示詞 | warning | ||
| H-術語 | H315, H319, H335 | ||
| P-術語 | P261, P305+351+338 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
結構
偏硼酸的主要型態有：
- 變體III，或稱三聚體。分子式為H
3B
3O
6該分子具有C3h對稱性，核心為六元環，硼和氧原子交替排列，硼上連接有-OH基團。晶體結構是具有片狀結構的正交晶系，類似於硼酸。[2]它是通過在80-100 °C下加熱硼酸而失水得到的：[2]
- 3 B(OH)
3 → (BOH)
3O
3 + 3 H
2O
- 3 B(OH)
- 變體II。結構與變體III相似的聚合物，不同之處在於環是相連的，且1/3的硼中心是四面體。其分子式為HO[–B(BOH)
2O
3O–]
nH，晶體結構為單斜晶系。[3]這種型態具有更高熔點（201°C）和密度（2.045g/cm3）。它是通過在密封的安瓿中在130-140 °C下加熱三聚體得到（防止脫水），正交偏硼酸轉化為單斜晶型（II）：[3]
反應
當加熱到約170 °C以上時，偏硼酸會脫水，形成四硼酸，也稱為焦硼酸 (H2B4O7)：[5][6]
- 4 HBO2 → H2B4O7 + H2O
偏硼酸鹽
偏硼酸鹽是BO2−的衍生物。與偏硼酸一樣，偏硼酸鹽具有不同的結構。如偏硼酸鈉和偏硼酸鉀，它們是由含有環狀B3O63−離子的正交偏硼酸去質子化形成的鹽，以及含有鏈狀聚合離子(BO2−)n的偏硼酸鈣Ca(BO2)2。[1]
參考資料
- ^ 1.0 1.1 Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ 2.0 2.1 H. J. Becher "Metaboric Acid" Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 791.
- ^ 3.0 3.1 W. H. Zachariasen "The crystal structure of monoclinic metaboric acid" Acta Crystallogr. 1963, vol. 16, pp. 385-389. doi:10.1107/S0365110X6300102X
- ^ 4.0 4.1 Freyhardt, C. C.; Wiebcke, M.; Felsche, J. The monoclinic and cubic phases of metaboric acid (precise redeterminations). Acta Crystallogr C. 2000, 56 (3): 276–278. PMID 10777918. doi:10.1107/S0108270199016042
.
- ^ Gurwinder Kaur, Shagun Kainth, Rohit Kumar, Piyush Sharma and O. P. Pandey (2021): "Reaction kinetics during non-isothermal solid-state synthesis of boron trioxide via boric acid dehydration." Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, volume 134, pages 347–359. doi:10.1007/s11144-021-02084-8
- ^ Siavash Aghili, Masoud Panjepour, and Mahmood Meratian (2018): "Kinetic analysis of formation of boron trioxide from thermal decomposition of boric acid under non-isothermal conditions." Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, volume 131, pages 2443–2455. doi:10.1007/s10973-017-6740-3
