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Bortrifluorid

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[6] ggf. erweitert [3]
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Gefahr
H- und P-Sätze H:
  • Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren.
  • Lebensgefahr bei Einatmen.
  • Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
  • Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).
EUH:
  • Reagiert heftig mit Wasser.
  • Wirkt ätzend auf die Atemwege.
P:
  • Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol nicht einatmen.
  • Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/ … tragen.
  • Bei Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat Einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.
  • Bei Berührung mit der Haut [oder dem Haar]: Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen [oder duschen]. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. (Keine offizielle P-Satz-Kombination)
  • Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. (Keine offizielle P-Satz-Kombination)
  • Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Sofort ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen. (Keine offizielle P-Satz-Kombination)
  • Unter Verschluss aufbewahren.
  • An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.
[3]
MAK
  • 2,5 mg/m3 (Fluorid)[1]
  • Schweiz: 1 ml/m3 bzw. 3 mg/m3[6]

Bortrifluorid ist eine chemische Verbindung, bestehend aus den Elementen Bor und Fluor. Es besitzt die Summenformel BF3 und wird manchmal auch als Trifluorboran bezeichnet.

Strukturformel
Strukturformel von Bortrifluorid
Allgemeines
Name Bortrifluorid
Andere Namen
  • Trifluorboran
  • Fuman
  • Bor(III)-fluorid
Summenformel BF3
Kurzbeschreibung

farbloses, stechend riechendes, an feuchter Luft rauchendes Gas

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer
EG-Nummer 231-569-5
ECHA-InfoCard Extern 100.028.699
PubChem Extern 6356
Eigenschaften
Molare Masse 67,81 g/mol
Aggregatzustand gasförmig[1]
Dichte
  • 3,1 g/l[1]
  • 1,636 g/cm3 (25 °C, Dihydrat)[2]
Schmelzpunkt −127,1 °C[1]
Siedepunkt −100,4 °C[1]
Dampfdruck 28 bar (bei −30 °C)[3]
Löslichkeit reagiert heftig mit Wasser[1]
Dipolmoment

0[4]

Brechungsindex 1,316 (20 °C, Dihydrat)[2]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0 −1136,0(8) kJ/mol[7]

Gewinnung und Darstellung

Bortrifluorid kann gewonnen werden durch:

{\displaystyle \mathrm {B_{2}O_{3}+6\ HF\longrightarrow 2\ BF_{3}+3\ H_{2}O} }
{\displaystyle {\ce {6 NaBF4 + B2O3 + 6 H2SO4 -> 8 BF3 + 6 NaHSO4 + 3 H2O}}}
{\displaystyle \mathrm {H_{3}BO_{3}+3\ HSO_{3}F\longrightarrow BF_{3}+3\ H_{2}SO_{4}} }

Eigenschaften

Bortrifluorid bildet eine trigonal-planare Molekülstruktur aus. Es ist eine sehr giftige, bei Raumtemperatur gasförmige chemische Verbindung, die eine kritische Temperatur von −12,3 °C besitzt.

Bortrifluorid ist eine sehr starke Lewis-Säure (Elektronenpaarakzeptor). Es bildet mit Elektronenpaardonatoren Additionsverbindungen (Lewis-Säure-Base-Addukte).

Mit Wasser reagiert es unter Zersetzung zu Borsäure und Flusssäure. Im Gegensatz zu den anderen Bortrihalogeniden findet keine direkte Hydrolyse statt, sondern eine Abfolge mehrerer Reaktionen. Dabei bildet sich aufgrund der starken BF3-Bindung zunächst ein Lewis-Säure-Base-Addukt.

{\displaystyle \mathrm {BF_{3}+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{2}O^{+-}BF_{3}} }
{\displaystyle \mathrm {H_{2}O^{+-}BF_{3}+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ [H_{3}O][BF_{3}OH]} }
{\displaystyle \mathrm {[H_{3}O][BF_{3}OH]+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ B(OH)_{3}+3\ HF} }

Allerdings ist die Hydrolyse im Gegensatz zu anderen Borhalogeniden nicht vollständig, da sich auch das inerte, tetraedrische Tetrafluoroboration (BF4−) bildet.

{\displaystyle \mathrm {BF_{3}+\ HF\longrightarrow \ HBF_{4}} }

Auch die Produkte der Hydrolyse reagieren weiter zur Tetrafluorborsäure, die als Oxoniumsalz vorliegt.

{\displaystyle \mathrm {B(OH)_{3}+4\ HF\ \rightleftharpoons \ [H_{3}O][BF_{4}]+2\ H_{2}O} }

Verwendung

In der chemischen Industrie kann Bortrifluorid für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen als Katalysator bzw. als Ausgangsstoff zur Herstellung verschiedener Borverbindungen eingesetzt werden. Gasförmiges Bortrifluorid und Bortrifluorid-Addukte werden hauptsächlich als Katalysatoren oder Co-Katalysatoren benutzt, zum Beispiel bei der Herstellung von Polymeren, hochwertigen Schmierölen, Pharmazeutika, Aroma- und Duftstoffen und weiteren Feinchemikalien sowie zur Synthese von Borverbindungen wie zum Beispiel Alkylboranen, Aminboranen und Reagenzien für die Suzuki-Kupplung. Weiterhin wird es in der Halbleiterindustrie als Borlieferant für die Ionenimplantation (p-Dotierung), zur Oberflächenbehandlung von Stahl und Glas und in Neutronendetektoren verwendet.

Sicherheitshinweise

Bortrifluorid ist sehr giftig und stark ätzend.

Wichtige BF3-Addukte

Beispiel für ein Bortrifluorid-Addukt: BF3-Ammoniak

Einzelnachweise

  1. ↑ Hochspringen nach: a b c d e f Datenblatt Extern Bortrifluorid Thermo Fisher Scientific.
  2. ↑ Hochspringen nach: a b Datenblatt Extern Boron trifluoride dihydrate, 96% bei Sigma-Aldrich.
  3. ↑ Hochspringen nach: a b c Eintrag zu Extern Bortrifluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung. (JavaScript erforderlich)
  4. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Permittivity (Dielectric Constant) of Gases, S. 6-188.
  5. ↑ Eintrag zu Extern Boron trifluoride im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA). Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung Extern erweitern.
  6. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Extern Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach Bortrifluorid).
  7. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, CODATA Key Values for Thermodynamics, S. 5-1.
  8. ↑ H. S. Booth and K. S. Willson: Boron trifluoride. In: Harold Simmons Booth (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 1. McGraw-Hill, Inc., 1939, S. 21–24 (englisch).
  9. ↑ Georg Braue (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2nd edition. Band 1. Academic Press, New York NY u. a. 1963, S. 219–221.
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Basierend auf einem Artikel in: Extern Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 11.05. 2024