Ácido fluorobórico - Fluoroboric acid

Ácido fluorobórico
Fórmula esquelética canônica de ácido fluorobórico
Nomes
Nome IUPAC preferido
Ácido tetrafluorobórico
Outros nomes
ácido tetrafluorobórico, tetrafluoroboranuida de oxônio, tetrafluoridoborato de oxônio (1-)
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.037.165 Edite isso no Wikidata
Número EC
21702
Malha Fluorobórico + ácido
Número RTECS
UNII
Número ONU 1775
  • InChI = 1S / BF4H / c2-1 (3,4) 5 / h2H ☒N
    Chave: YKRRMQXMWYXWJW-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • F [B -] (F) (F) [FH +]
  • [H +]. F [B -] (F) (F) F
Propriedades
B F 4 H
Massa molar 87,81  g · mol −1
Aparência Líquido incolor
Ponto de fusão −90 ° C (−130 ° F; 183 K)
Ponto de ebulição 130 ° C (266 ° F; 403 K)
Acidez (p K a ) ~ 1.8 (solução MeCN)
Perigos
Ficha de dados de segurança MSDS externo
Corrosivo C
Frases R (desatualizado) R34
Frases S (desatualizado) (S1 / 2) , S26 , S27 , S45
NFPA 704 (diamante de fogo)
3
0
0
Compostos relacionados
Compostos relacionados
 Fluoreto de hidrogénio

Ácido triflico

Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O ácido fluorobórico ou ácido tetrafluorobórico (arcaicamente, ácido fluobórico ) é um composto inorgânico com a fórmula química [H + ] [BF 4 - ], onde H + representa o próton solvatado. O solvente pode ser qualquer entidade básica de Lewis adequada. Por exemplo, na água, pode ser representado por H
3OBF
4(tetrafluoroborato de oxônio), embora de forma mais realista, várias moléculas de água solvatam o próton: [H (H 2 O) n + ] [BF 4 - ]. O solvato de éter etílico também está disponível comercialmente: [H (Et 2 O) n + ] [BF 4 - ], onde n é mais provavelmente 2. Ao contrário de ácidos fortes como H 2 SO 4 ou HClO 4 , a substância pura não solvatada não existem (veja abaixo).

É produzido principalmente como precursor de outros sais de fluoroborato. É um ácido forte . O ácido fluorobórico é corrosivo e ataca a pele. Ele está disponível comercialmente como uma solução em água e outros solventes , como éter dietílico . É um ácido forte com uma base conjugada não oxidante e de coordenação fraca . É estruturalmente semelhante ao ácido perclórico , mas não apresenta os perigos associados aos oxidantes .

Estrutura e produção

HBF 4 puro foi descrito como um "composto inexistente", visto que se espera que um próton suficientemente 'nu' abstraia um fluoreto do íon tetrafluoroborato para dar fluoreto de hidrogênio e trifluoreto de boro : [H + ] [BF 4 - ] → HF + BF 3 . (O mesmo vale para os superácidos que são conhecidos pelas fórmulas simples HPF 6 e HSbF 6. ) No entanto, uma solução de BF 3 em HF é altamente ácida, tendo uma especiação aproximada de [H 2 F + ] [BF 4 - ] e uma função de acidez de Hammett de –16.6 a 7 mol% BF 3 , facilmente qualificado como um superácido. Embora o HBF 4 sem solvente não tenha sido isolado, seus solvatos estão bem caracterizados. Estes sais consistem em solvente protonado como um cátion, por exemplo, H 3 O + e H
5O+
2, e o BF tetraédrico-
4ânion. O ânion e os cátions são fortemente ligados por hidrogênio.

Subunidade da estrutura cristalina de H 3 OBF 4 destacando a ligação de hidrogênio entre o cátion e o ânion

Soluções aquosas de HBF 4 são produzidas dissolvendo ácido bórico em ácido fluorídrico aquoso . Três equivalentes de HF reagem para dar o trifluoreto de boro intermediário e o quarto dá ácido fluorobórico:

B (OH) 3 + 4 HF → H 3 O + + BF-
4+ 2 H 2 O

As soluções anidras podem ser preparadas por tratamento de ácido fluorobórico aquoso com anidrido acético .

Acidez

A acidez do ácido fluorobórico é complicada pelo fato de que o nome se refere a várias espécies diferentes H (OEt 2 ) + BF-
4, H 3 O + BF-
4e HF . BF 3 - cada um com uma acidez diferente. A fase aquosa pKa um é citado como -0,44. Titulação de NBu+
4BF-
4em solução de acetonitrila indica que HBF 4 , isto é, HF . BF 3 , tem um pK a de 1,6 nesse solvente. Sua acidez é, portanto, comparável à do ácido fluorossulfônico .

Formulários

O ácido fluorobórico é o principal precursor dos sais de fluoroborato , que são tipicamente preparados tratando os óxidos de metal com ácido fluorobórico. Os sais inorgânicos são intermediários na fabricação de materiais retardadores de chama e fritas de envidraçamento e na geração eletrolítica de boro . O HBF 4 também é usado em corrosão de alumínio e decapagem ácida.

Química orgânica

HBF 4 é usado como um catalisador para alquilações e polimerizações . Em reações de proteção de carboidratos, o ácido fluorobórico etéreo é um catalisador eficiente e de baixo custo para reações de transacetalação e isopropilidenação. As soluções de acetonitrila clivam os acetais e alguns éteres . Muitos cátions reativos foram obtidos usando ácido fluorobórico , por exemplo, tetrafluoroborato de tropílio ( C
7H+
7BF-
4), trifenilmetil tetrafluoroborato ( Ph
3C+
BF-
4), tetrafluoroborato de trietiloxônio ( Et
3O+
BF-
4), e tetrafluoroborato de benzenediazônio ( PhN+
2BF-
4)

Galvanoplastia

Soluções de HBF 4 são utilizadas na galvanoplastia de estanho e ligas de estanho. Nesta aplicação, o ácido metanossulfônico está substituindo o uso de HBF 4 .

Segurança

O HBF 4 é tóxico e ataca a pele e os olhos. Ele ataca o vidro. Ele hidrolisa, liberando fluoreto de hidrogênio volátil e corrosivo .

Outros ácidos fluorobóricos

Uma série de ácidos fluorobóricos é conhecida em soluções aquosas. A série pode ser apresentada da seguinte forma:

  • H [B (OH) 4 ]
  • H [BF (OH) 3 ]
  • H [BF 2 (OH) 2 ]
  • H [BF 3 (OH)]
  • H [BF 4 ]

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Albert, R .; Dax, K .; Pleschko, R .; Stütz, AE (1985). "Ácido tetrafluorobórico, um catalisador eficiente nas reações de proteção e desproteção de carboidratos". Carbohydrate Research . 137 : 282–290. doi : 10.1016 / 0008-6215 (85) 85171-5 .
  • Bandgar, BP; Patil, AV; Chavan, OS (2006). "Ácido fluorobórico com suporte de sílica como um catalisador novo, eficiente e reutilizável para a síntese de 1,5-benzodiazepinas em condições livres de solvente". Journal of Molecular Catalysis A: Chemical . 256 (1–2): 99–105. doi : 10.1016 / j.molcata.2006.04.024 .
  • Heintz, RA; Smith, JA; Szalay, PS; Weisgerber, A .; Dunbar, KR (2002). Cátions de acetonitrila de metal de transição homoléptica com ânions tetrafluoroborato ou trifluorometanossulfonato . Sínteses inorgânicas. 33 . pp. 75–83. doi : 10.1002 / 0471224502 . ISBN 9780471208259.
  • Housecroft, CE; Sharpe, AG (2004). Inorganic Chemistry (2ª ed.). Prentice Hall. p. 307. ISBN 978-0-13-039913-7.
  • Meller, A. (1988). "Boro". Gmelin Handbook of Inorganic Chemistry . 3 . Nova York: Springer-Verlag. pp. 301–310.
  • Perry, DL; Phillips, SL (1995). Handbook of Inorganic Compounds (1ª ed.). Boca Raton: CRC Press. p. 1203. ISBN 9780849386718.
  • Wamser, CA (1948). "Hydrolysis of Fluoboric Acid in Aqueous Solution". Journal of the American Chemical Society . 70 (3): 1209–1215. doi : 10.1021 / ja01183a101 .
  • Wilke-Dörfurt, E .; Balz, G. (1927). "Zur Kenntnis der Borfluorwasserstoffsäure und ihrer Salze". Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 159 (1): 197–225. doi : 10.1002 / zaac.19271590118 .

links externos