El trióxido de boro (o trióxido de diboro ) es uno de los óxidos de boro . Es un sólido vítreo blanco con la fórmula B 2 O 3 . Casi siempre se encuentra en forma vítrea (amorfa); sin embargo, puede cristalizarse después de un recocido extenso (es decir, bajo calor prolongado).
Se cree que el óxido de boro vítreo (gB 2 O 3 ) está compuesto de anillos de boroxol, que son anillos de seis miembros compuestos de boro de 3 coordenadas alternadas y oxígeno de 2 coordenadas. Debido a la dificultad de construir modelos desordenados a la densidad correcta con muchos anillos de boroxol , este punto de vista fue inicialmente controvertido, pero estos modelos se han construido recientemente y exhiben propiedades en excelente acuerdo con el experimento. [6] Ahora se reconoce, a partir de estudios teóricos y experimentales, [7] [8] [9] [10] [11] que la fracción de átomos de boro que pertenecen a los anillos de boroxol en el B 2 O 3 vítreoestá entre 0,73 y 0,83, con 0,75 ( 3 ⁄ 4 ) correspondiente a una proporción de 1:1 entre unidades anulares y no anulares. El número de anillos de boroxol decae en estado líquido al aumentar la temperatura. [12]
La forma cristalina (α-B 2 O 3 ) (ver estructura en el cuadro de información [1] ) está compuesta exclusivamente por triángulos BO 3 . Esta red trigonal similar al cuarzo sufre una transformación similar a la coesita en β-B 2 O 3 monoclínica a varios gigapascales (9,5 GPa). [13]
El trióxido de boro se produce tratando el bórax con ácido sulfúrico en un horno de fusión . A temperaturas superiores a 750 °C, la capa de óxido de boro fundido se separa del sulfato de sodio . Luego se decanta, se enfría y se obtiene con una pureza del 96-97%. [3]
Otro método es calentar ácido bórico por encima de ~300 °C. El ácido bórico se descompondrá inicialmente en vapor, (H 2 O (g) ) y ácido metabórico (HBO 2 ) a unos 170 °C, y un calentamiento posterior por encima de los 300 °C producirá más vapor y trióxido de diboro. Las reacciones son:
El ácido bórico pasa a B 2 O 3 microcristalino anhidro en un lecho fluidizado calentado. [14] La tasa de calentamiento cuidadosamente controlada evita la formación de goma a medida que evoluciona el agua. El óxido de boro fundido ataca a los silicatos. Los tubos grafitados internamente mediante descomposición térmica de acetileno están pasivados. [15]