三氟化硼 BF3
1.別名·英文名
氟化硼;Boron trifluoride、Boron fluoride.
2.用途
有機(jī)合成催化劑、火箭的高能燃料、核技術(shù)、半導(dǎo)體制造用摻雜氣、離子注入氣、光導(dǎo)纖維制造、煙熏劑。
3.制法
(1)在硼酐與氟石的混合物中加入濃硫酸:
B2O3+3CaF2+3H2SO4→2BF3+3CaSO4+3H2O
(2)氟化氫與硼砂反應(yīng)。
(3)硼與氟直接化合。
(4)氧化硼與碳的混合物在氟氣流中加熱。
4.理化特性
分子量: 67.805
熔點(diǎn)(101.325kPa): -127.1℃
沸點(diǎn)(101.325kPa): -99.8℃
液體密度(-100.3℃,101.325kPa):1589 kg/m3
氣體密度(20℃,101.325kPa): 2.867kg/m3
相對(duì)密度(空氣=1.20℃,101.325kPa):2.380
比容(21.1℃,101.325kPa):0.3496m3/kg
氣液容積比(15℃,100kPa): 560L/L
臨界溫度: -12.2℃
臨界壓力: 4985kPa
臨界密度: 594kg/m3
壓縮系數(shù):
溫度℃ | 壓 力 |
100kPa | 1 000kPa | 1 0000kPa |
15 | 0.995 | 0.949 | 0.417 |
50 | 0.998 | 0.969 | 0.678 |
熔化熱(-128.7℃,7kPa): 62.38kJ/kg
氣化熱(-100.3℃,101.325kPa): 278.84kJ/kg
比熱容(氣體,25℃,101.325kPa):Cp=749.44J/(kg·k)
Cv=623.83J/(kg·k)
(液體,-123.2℃): C=1519.81J/(kg·k)
比熱比(氣體,25℃,101.325kPa):Cp/Cv=1.201
蒸氣壓(145.85K):8.89kPa
(218.75K): 1096 kPa
(260.90 K):4975 kPa
粘度(101.325kPa,0℃):0.0156 mPa·S
表面張力(-100℃): 17.2 mN/m
導(dǎo)熱系數(shù)(101.325kPa,0℃):0.01729 w/(m·K)
折射率(0℃,5462.2?): 1.0004134
毒性級(jí)別: 3
易燃性級(jí)別: 0
易爆性級(jí)別: 1
三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強(qiáng)刺激性的無色有毒腐蝕性氣體。不燃燒。在潮濕空氣中產(chǎn)生濃密的白煙,因此大量泄漏時(shí)生成大量煙霧,產(chǎn)生濃厚的煙幕效果。溶于冷水,在熱水中水解,而且激烈地分解生成硼酸和氟化氫,并進(jìn)一步生成氟硼酸和硼氟氧酸。
BF3+3H2O→H3BO3+3HF
BF3+HF → H(BF4)
H(BF4)+H2O←→H(BOF2)+2HF
在乙醇中也分解。易與乙醚形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。溶于硫酸、乙烷、丙烷、戊烷、石腦油、二硫化碳、四氯化碳、氯仿、苯、二氯苯、硝基苯。可與除鎂以外的堿金屬、堿土金屬激烈反應(yīng),生成硼和金屬氟化物,并發(fā)出高熱,能引起著火。與其它氯化物反應(yīng),取代氯離子。
A1C13+BF3→AlF3+BCl3
在500℃下也不與三氯化硼反應(yīng)。也能與一些有機(jī)化合物反應(yīng)。冷時(shí)能腐蝕玻璃。在水中的溶解度為1.057cm3/cm3(0℃,101.325kPa)。
5.毒性
小鼠--吸入LC50:3460mg/m3·2小時(shí)
最高容許濃度:1mg/m3
三氟化硼吸入體內(nèi)后,除了它本身的毒性外,其水解產(chǎn)物氫氟酸也產(chǎn)生毒性作用。其毒性作用主要表現(xiàn)在對(duì)眼、皮膚、呼吸道粘膜的強(qiáng)烈刺激作用,并引起化學(xué)灼傷。長期吸入能導(dǎo)致肺水腫。此外,對(duì)心臟、腎、胃及骨也有損傷。
急性中毒以干咳、氣急、胸悶、胸部緊迫感為主。部分患者出現(xiàn)惡心、食欲減退、流涎。吸入量多時(shí),有震顫及抽搐,亦可引起肺炎。慢性影響以頭痛、頭暈、乏力等神經(jīng)衰弱癥候群為主,亦可出現(xiàn)粘膜刺激癥狀。
6.安全防護(hù)
工作場(chǎng)所要通風(fēng),保持環(huán)境空氣新鮮干燥,嚴(yán)防潮濕。用氣沒備要嚴(yán)格密封,可由三氟化硼本身的刺激性和白煙來檢漏。
三氟化硼是腐蝕性氣體,特別在有水分時(shí)其腐蝕性更大。所以,所有用氣設(shè)備和裝置在使用前必須經(jīng)過加熱烘烤抽真空的方法徹底清除系統(tǒng)中的水分。
對(duì)干燥的BF3可以使用碳鋼、不銹鋼、銅、銅合金、鎳、蒙乃爾、鋁、金和鉑。對(duì)潮濕的BF3氣體可以使用金、鉑和蒙乃爾。可以使用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合體、石臘、硬橡膠和硼硅玻璃。不能用銀、尼龍、橡膠、聚苯乙烯、聚酰胺和酚醛樹脂。
三氟化硼本身不燃燒。發(fā)生火情時(shí)可用砂土、泡沫或二氧化碳滅火劑。
當(dāng)三氟化硼泄漏時(shí),可把浸了堿液的破布放在泄漏處再蓋上草席、聚乙烯苫布等,然后在其上面撒硝石灰或堿灰中和之。
當(dāng)氣體大量噴出時(shí),從遠(yuǎn)處噴霧狀水吸收之。或者把氣體導(dǎo) 人與廢氣處理裝置相連的通風(fēng)櫥內(nèi)。
廢氣可用水或堿溶液吸收,或用專門的吸附劑吸附(參見附錄)。