El tricloruro de boro es el compuesto inorgánico de fórmula BCl 3 . Este gas incoloro es un reactivo en síntesis orgánica . Es muy reactivo al agua.
Nombres | |||
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Nombre IUPAC Tricloruro de boro | |||
Otros nombres Cloruro de boro (III) Tricloroborano | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.030.586 | ||
Número CE |
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PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
BCl 3 | |||
Masa molar | 117,17 g / mol | ||
Apariencia | Gas incoloro, humos en el aire. | ||
Densidad | 1,326 g / cm 3 | ||
Punto de fusion | −107,3 ° C (−161,1 ° F; 165,8 K) | ||
Punto de ebullición | 12,6 ° C (54,7 ° F; 285,8 K) [1] | ||
hidrólisis | |||
Solubilidad | soluble en CCl 4 , etanol | ||
-59,9 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Índice de refracción ( n D ) | 1,00139 | ||
Estructura | |||
Plano trigonal ( D 3h ) | |||
cero | |||
Termoquímica | |||
Capacidad calorífica ( C ) | 107 J / mol K | ||
Entropía molar estándar ( S | 206 J / mol K | ||
-427 kJ / mol | |||
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚) | -387,2 kJ / mol | ||
Peligros [2] | |||
Principales peligros | Puede ser fatal en caso de ingestión o inhalación. Provoca quemaduras graves en ojos, piel, boca, pulmones, etc. El contacto con el agua produce HCl. | ||
Ficha de datos de seguridad | ICSC | ||
Pictogramas GHS | |||
Palabra de señal GHS | Peligro | ||
H330 , H300 , H314 [nota 1] | |||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 4 0 2 W | ||
punto de inflamabilidad | No es inflamable | ||
Compuestos relacionados | |||
Otros aniones | Trifluoruro de boro Trifluoruro de boro Triyoduro de boro | ||
Otros cationes | Tricloruro de aluminio Tricloruro de galio | ||
Compuestos relacionados | Trióxido de boro Tetracloruro de carbono | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Producción y estructura
El boro reacciona con los halógenos para dar los correspondientes trihaluros. Sin embargo, el tricloruro de boro se produce industrialmente mediante cloración directa de óxido de boro y carbono a 501 ° C.
- B 2 O 3 + 3 C + 3 Cl 2 → 2 BCl 3 + 3 CO
La reacción carbotérmica es análoga al proceso de Kroll para la conversión de dióxido de titanio en tetracloruro de titanio. En el laboratorio, el BF 3 reaccionado con AlCl 3 da BCl 3 mediante intercambio de halógeno. [3] El BCl 3 es una molécula plana trigonal como los otros trihaluros de boro y tiene una longitud de enlace de 175 pm.
Se ha propuesto cierto grado de enlace π para explicar la distancia corta de B− Cl, aunque existe cierto debate en cuanto a su extensión. [3] No se dimeriza, aunque los estudios de RMN de mezclas de trihaluros de boro muestran la presencia de haluros mixtos. La ausencia de dimerización contrasta con las tendencias del AlCl 3 y GaCl 3 , que forman dímeros o polímeros con 4 o 6 centros metálicos coordinados.
Reacciones
El BCl 3 se hidroliza fácilmente para dar ácido clorhídrico y ácido bórico :
- BCl 3 + 3 H 2 O → B (OH) 3 + 3 HCl
Los alcoholes se comportan de forma análoga dando los ésteres de borato, por ejemplo, borato de trimetilo .
Como ácido de Lewis fuerte , el BCl 3 forma aductos con aminas terciarias , fosfinas , éteres , tioéteres e iones haluro . [4] La formación de aductos suele ir acompañada de un aumento en la longitud del enlace B-Cl. BCl 3 • S (CH 3 ) 2 (CAS # 5523-19-3) se emplea a menudo como una fuente de BCl 3 convenientemente manipulada porque este sólido (pf 88-90 ° C) libera BCl 3 :
- (CH 3 ) 2 S · BCl 3 ⇌ (CH 3 ) 2 S + BCl 3
Los mixtos de arilo y alquilo de boro cloruros son también de conocida. El dicloruro de fenilboro está disponible comercialmente. Dichas especies pueden prepararse mediante la reacción de redistribución de BCl 3 con reactivos de organoestaño:
- 2 BCl 3 + R 4 Sn → 2 RBCl 2 + R 2 SnCl 2
Reducción
La reducción de BCl 3 a boro elemental se realiza comercialmente (ver más abajo). En el laboratorio, cuando el tricloruro de boro se puede convertir en tetracloruro de diboro calentando con cobre metálico: [5]
- 2 BCl 3 + 2 Cu → B 2 Cl 4 + 2 CuCl
B 4 Cl 4 también se puede preparar de esta manera. El tetracloruro de diboro incoloro (pf -93 ° C) es una molécula plana en el sólido (similar al tetróxido de dinitrógeno , pero en la fase gaseosa la estructura es escalonada. [3] Se descompone a temperatura ambiente para dar una serie de monocloruros que tienen el fórmula general (BCl) n , en la que n puede ser 8, 9, 10 u 11. Se sabe que los compuestos de fórmulas B 8 Cl 8 y B 9 Cl 9 contienen jaulas cerradas de átomos de boro.
Usos
El tricloruro de boro es un material de partida para la producción de boro elemental. También se utiliza en el refinado de aleaciones de aluminio , magnesio , zinc y cobre para eliminar nitruros , carburos y óxidos del metal fundido. Se ha utilizado como fundente de soldadura para aleaciones de aluminio, hierro , zinc , tungsteno y monel . Las piezas de fundición de aluminio se pueden mejorar tratando la masa fundida con vapores de tricloruro de boro. En la fabricación de resistencias eléctricas, se puede colocar una película de carbono adhesivo uniforme y duradera sobre una base cerámica utilizando BCl 3 . Se ha utilizado en el campo de los combustibles de alta energía y propulsores de cohetes como fuente de boro para aumentar el valor de BTU. El BCl 3 también se utiliza en el grabado por plasma en la fabricación de semiconductores . Este gas graba óxidos metálicos mediante la formación de compuestos BOCl x volátiles.
El BCl 3 se utiliza como reactivo en la síntesis de compuestos orgánicos. Como el bromuro correspondiente, escinde los enlaces de CO en éteres . [1] [6]
Seguridad
El BCl 3 es un reactivo agresivo que puede formar cloruro de hidrógeno al exponerse a la humedad o los alcoholes . El aducto de sulfuro de dimetilo (BCl 3 SMe 2 ), que es un sólido, es mucho más seguro de usar, [7] cuando es posible, pero el H 2 O destruirá la porción de BCl 3 dejando el sulfuro de dimetilo en solución.
Ver también
- Lista de gases altamente tóxicos
Referencias
- ↑ a b Yamamoto, Y .; Miyaura, N. (2004). "Tricloruro de boro". En Paquette, L. (ed.). Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . Nueva York: J. Wiley & Sons. doi : 10.1002 / 047084289X.rb245.pub2 . ISBN 0471936235.
- ^ Índice no. 005-002-00-5 del anexo VI, parte 3, del Reglamento (CE) no 1272/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2008, sobre clasificación, etiquetado y envasado de sustancias y mezclas, que modifica y deroga las Directivas 67/548 / CEE y 1999/45 / CE, y modifica el Reglamento (CE) no 1907/2006 . DOUE L353 de 31.12.2008, págs. 1-1355 en pág. 341.
- ^ a b c Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Gerrard, W .; Lappert, MF (1958). "Reacciones del tricloruro de boro con compuestos orgánicos". Revisiones químicas . 58 (6): 1081-1111. doi : 10.1021 / cr50024a003 .
- ^ Wartik, T .; Rosenberg, R .; Fox, WB (1967). "Tetracloruro de diboro". Síntesis inorgánica . 10 . págs. 118-125. doi : 10.1002 / 9780470132418.ch18 . ISBN 9780470132418.
- ^ Shun Okaya, Keiichiro Okuyama, Kentaro Okano, Hidetoshi Tokuyama (2016). "Desprotección promovida por tricloroboro de éter bencílico fenólico usando pentametilbenceno como un eliminador de catión no básico de Lewis" . Org. Synth . 93 : 63–74. doi : 10.15227 / orgsyn.093.0063 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Williard, Paul G .; Fryhle, Craig B. (1980). "Complejos de trihaluro de boro-sulfuro de metilo como reactivos convenientes para la desalquilación de éteres de arilo". Letras de tetraedro . 21 (39): 3731. doi : 10.1016 / 0040-4039 (80) 80164-X .
Notas
- ^ Dentro de la Unión Europea, la siguiente indicación de peligro adicional (EUH014) también debe aparecer en el etiquetado: Reacciona violentamente con el agua.
Otras lecturas
- Martin, RD (1944). "Compuestos de coordinación de tricloruro de boro. I. - Una revisión". Revisiones químicas . 34 (3): 461–473. doi : 10.1021 / cr60109a005 .
- Kabalka, GW; Wu, ZZ; Ju, YH (2003). "El uso de cloruros y bromuros de organoboro en síntesis orgánica". Revista de Química Organometálica . 680 (1–2): 12–22. doi : 10.1016 / S0022-328X (03) 00209-2 .
enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 0616