三氟化硼

三氟化硼

三氟化硼英文名稱為Boron trifluoride。又稱之為氟化硼。CAS號7637-07-2,分子量67.81。為無機化合物,無色氣體,有窒息性,在空氣中遇濕氣立即水解。分解時生成劇毒的氟化物煙霧。氟硼酸根離子是非配位陰離子,且實驗室中常以液態的三氟化硼乙醚合物作為三氟化硼的來源。可以由三氧化二硼或硼酸鹽與氟化氫反應製備。用於製造火箭的高能燃料。

基本信息

物理性質

熔點 -128°C
沸點 -101°C
相對密度 2.37
臨界溫度 -12.25°C
臨界壓力 4.99MPa
三相點壓力 9.199kpa
溫度 -168.8°C

三氟化硼是具有刺激性臭味的無色氣體。可溶於有機溶劑。

化學性質

三氟化硼球棍模型 三氟化硼球棍模型

和水反應生成氟硼酸HBF,同時生成硼酸。在冷水中可溶解。在常溫常壓下為無色有毒腐蝕性氣體。潮濕的三氟化硼可腐蝕許多金屬。最高容許濃度1mg/m 。和金屬單質一般不反應,但可和許多物質形成加成化合物或烷基金屬化合物。由硼與氟直接化合或由硼與碳的混合物在氟氣流中加熱製得,工業上用硼砂和螢石的混合物與濃硫酸作用得到三氟化硼。三氟化硼作為路易斯酸在許多縮合、離子聚合、異構化等有機合成反應中常用作催化劑。硼同位素分離原料。在三氟化硼還是製備四氫硼酸鹽的原料。

反應性極強,遇水發生爆炸性分解。與金屬、有機物等發生激烈反應,冷時也能腐蝕玻璃。高毒。兼有氟化氫與硼兩者毒性。

快速的鹵素交換反應可以發生可逆的二聚反應:BF+ BCl→ BFCl + BClF

三氟化硼是很常用的路易斯酸,可與氟化物和醚之類的路易斯鹼形成加合物:

CsF+ BF→ CsBF

(CH)O+ BF→ BFO(CH)

氣體刺激性強,三氟化硼加熱或與濕空氣接觸會分解形成有毒和腐蝕性的煙(氟化氫),腐蝕眼睛、呼吸道和皮膚,吸入毒煙會導致肺氣腫,甚至死亡。與其接觸後有咽喉刺痛、咳嗽、呼吸困難、眼睛及皮膚充血、疼痛、視力模糊、皮膚灼燒現象。

套用領域

1.主要用作有機反應催化劑,如酯化、烷基化、聚合、異構化、磺化、硝化等。鑄鎂及合金時的防氧化劑。是製備鹵化硼、元素硼、硼烷、硼氫化鈉等的主要原料。

2.在許多有機反應和石油製品中,作為冷凝反應的催化劑,BF及化合物在環氧樹脂中用作固化劑。可作為製備光纖預製件的原料。

3. 主要用於半導體器件和積體電路生產的離子注入和摻雜。
4. 鑄鎂及合金時的防氧化劑。

製備方法

1、氟硼酸鉀、硼酐、硫酸法將氟硼酸鉀和硼酐一起研磨均勻,按一定的配料比加入反應器中,再加入濃硫酸,不斷攪拌,使固體和液體混合均勻,逐漸加熱,到一定程度便有氟化硼產生。在溫度達到40°C左右時,反應物開始沸騰,當溫度達到93~130°C時,產生的氣體最多。生成的氟化硼氣體淨化後進入收集器中。

化學反應方程式:6KBF+BO+6HSO→8BF+6KHSO+3HO

2、熱分解法將精製氟硼酸鈉為原料,加入到熱分解器中,開始加熱到384°C時氟硼酸鈉分解,釋放出的三氟化硼氣體,經過淨化後進入收集器中,製得高純度三氟化硼。

NaBF===NaF+BF

安全措施

呼吸系統防護:正常工作情況下,佩帶過濾式防毒面具(全面罩)。高濃度環境中,必須佩戴空氣呼吸器或氧氣呼吸器。

眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。

身體防護:穿帶面罩式膠布防毒衣。

手防護:戴橡膠手套。

皮膚接觸:立即脫去被污染的衣著,用大量流動清水沖洗。就醫。

眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

滅火方法:該品不燃。消防人員必須穿戴全身防火防毒服。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。

滅火劑:乾粉、二氧化碳。

泄漏應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並立即隔離150米,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。儘可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。如有可能,將殘餘氣或漏出氣用排風機送至水洗塔或與塔相連的通風櫥內。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。

其它:工作現場嚴禁吸菸、進食和飲水。工作畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。

注意事項

侵入途徑:吸入。

健康危害:急性中毒:主要症狀有乾咳、氣急、胸悶、胸部緊迫感;部分患者出現噁心、食慾減退、流涎;吸入量多時,有震顫及抽搐,亦可引起肺炎。皮膚接觸可致灼傷。

急性毒性:LC501180mg/m ,4小時(大鼠吸入)

亞急性和慢性毒性:動物亞急性和慢性毒性實驗,主要引起呼吸道刺激、肺炎及腎小管變性;尿氟含量增加;可發生氟斑牙。

危險特性:化學反應活性很高,遇水發生爆炸性分解。與銅及其合金有可能生成具有爆炸性的氯乙炔。暴露在空氣中遇潮氣時迅速水解成氟硼酸與硼酸,產生白色煙霧。腐蝕性很強,冷時也能腐蝕玻璃。

燃燒(分解)產物:氟化氫、氧化硼。

禁配物:水、胺類、醇類、鹼類。

廢棄處置方法:根據國家和地方有關法規的要求處置。或與廠商或製造商聯繫,確定處置方法。

運輸注意事項:採用鋼瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。嚴禁與醇類、鹼類、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。

安全術語

S16:遠離火源。(Keep away from sources of ignition.)

S26:不慎與眼睛接觸後,請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。(In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.)

S36/37/39:穿戴適當的防護服、手套和護目鏡或面具。(Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.)

S45:若發生事故或感不適,立即就醫(可能的話,出示其標籤)。(In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)

風險術語

R11:高度易燃。(Highly flammable.)

R14:遇水反應劇烈。(Reacts violently with water.)

R26:吸入有極高毒性。(Very toxic by inhalation.)

R35:引起嚴重灼傷(Causes severe burns.)

法規信息

化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.3 類有毒氣體;劇毒物品分級、分類與品名編號(GA 57-93)中,該物質的液化或壓縮品被劃為第三類 B級無機劇毒品。

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