Wikipedie

Kyselina tetrafluoroboritá

chemická sloučenina

Kyselina tetrafluoridoboritá je anorganická sloučenina, kyselina se vzorcem [H+][BF4−], kde H+ je solvatovaný proton; rozpouštědlem může být téměř jakákoliv Lewisova zásada – například ve vodě se vyskytuje jako tetrafluoridoboritan oxonia, H3OBF4 (i když proton je obvykle solvatován několika molekulami vody a skutečná struktura odpovídá vzorci [H(H2O)n+][BF4−]). Je komerčně dostupná o jako roztok v diethyletheru se strukturou [H(Et2O)n+][BF4−], kde n je nejčastěji 2. Na rozdíl od ostatních silných kyselin, jako jsou H2SO4 a HClO4, není známa ve zcela nesolvatované formě.

Kyselina tetrafluoridoboritá
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Obecné
Systematický názevkyselina tetrafluoroboritá
Sumární vzorecHBF4
Vzhledbezbarvá kapalina[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS16872-11-0
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)240-898-3
PubChem28118
SMILESF[B-](F)(F)[FH+]
Vlastnosti
Molární hmotnost87,81 g/mol
Teplota tání−90 °C (183 K)
Teplota varu130 °C (403 K)[1] (rozklad)
Hustota1,8 g/cm3[1]
Index lomu1,3284 (20% vodný roztok, 20 °C)[1]
Disociační konstanta pKa−4,9[1]
Rozpustnost ve vodědobře rozpustná[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech		rozpustná v ethanolu[1]
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech		rozpustná v diethyletheru
Bezpečnost
GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05
[1]
Nebezpečí[1]
H-větyH314[1]
P-větyP260 P264 P280 P301+330+331 P303+361+353 P304+340 P305+351+338 P310 P363 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Tato kyselina se nejčastěji používá na přípravu tetrafluoridoboritanových solí.[2] Je žíravá a poškozuje kůži. Je dostupná jako roztok ve vodě nebo jiném rozpouštědle, jako je diethylether. Jedná se o silnou kyselinu se slabě koordinující neoxidující konjugovanou zásadou[3], strukturně podobnou kyselině chloristé.

Struktura a výroba

editovat

Čistou HBF4 nelze připravit, protože by u ní došlo k odštěpení fluoridové skupiny protonem za vzniku fluorovodíku a fluoridu boritého

[H+][BF4–] → HF + BF3 (Podobný rozklad se objevuje u superkyselin HPF6 a HSbF6).[4][5]

Roztok BF3 v HF je silně kyselý, při struktuře odpovídající vzorci [H2F+][BF4–] má Hammetovu funkci přibližně –16,6 při 7 molárních procentech BF3, čímž splňuje definici superkyseliny.[6]

I když nebyla nikdy získána čistá HBF4, tak byly popsány roztoky, ve kterých se nachází v solvatované formě. V těchto roztocích se nacházejí kationty tvořené protonovanými molekulami rozpouštědla, například H3O+ a H5O +
2 , a anionty BF -
4 . Anionty a kationty na sebe působí silnými vodíkovými vazbami.[7]

 
Podjednotka krystalové struktury H3OBF4 se zvýrazněním vodíkových vazeb mezi kationtem a aniontem

Vodné roztoky HBF4 se připravují rozpouštěním kyseliny borité ve vodných roztocích kyseliny fluorovodíkové; přitom tři ekvivalenty HF reagují za vzniku fluoridu boritého, který se následně slučuje se čtvrtým ekvivalentem za vzniku tetrafluoroboritanového kationtu.

B(OH)3 + 4 HF → H3O+ + BF −
4  + 2 H2O

Bezvodé roztoky se připravují z vodných roztoků a acetanhydridu.[8]

Kyselost

editovat

Určení kyselosti kyseliny tetrafluoridoborité je komplikováno skutečností, že kyselina vytváří různé struktury – H(OEt2)+BF −
4 , H3O+BF −
4  a HF.BF3, přičemž kyselost každé z nich je jiná. Hodnota pKa ve vodném roztoku je −0.44.[2] Titrací roztoku NBu +
4 BF −
4  v acetonitrilu vychází pKa 1,6; kyselina tetrafluoridoboritá je tedy podobně silná jako kyselina fluorsírová.[3]

Použití

editovat

Kyselina tetrafluoridoboritá se používá na přípravu tetrafluoridoboritanů, obvykle reakcemi s oxidy kovů. Vzniklé soli slouží jako meziprodukty při výrobě zpomalovačů hoření a při elektrolytické výrobě boru.

Organická chemie

editovat

HBF4 slouží jako katalyzátor alkylačních a polymerizačních reakcí. Roztok kyseliny tetrafluoridoborité v diethyletheru se používá ke katalýze transacetalací a isopropylidenací při navazování chránicích skupin na sacharidy. Acetalové i některé etherové skupiny lze odstranit acetonitrilem.

Z kyseliny borité lze připravit řadu reaktivních kationtů, jako jsou tetrafluoridoboritan tropylia (C7H +
7 BF −
4 ), trifenylmethyltetrafluoridoboritan (Ph3C+BF −
4 ), triethyloxoniumtetrafluoridoborát (Et3O+BF −
4 ) a benzendiazoniumtetrafluoridoborát (PHN +
2 BF −
4 ).

Galvanické pokovování

editovat

Roztoky HBF4 se používají při galvanickém pokovování cínu a jeho slitin, kdy lze také použít kyselinu methansulfonovou.[9]

Odkazy

editovat

Související článek

editovat

Reference

editovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Fluoroboric acid na anglické Wikipedii.


  1. ↑ a b c d e f g h i j k Tetrafluoroboric acid. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ a b Gregory K. Friestad, Bruce P. Branchaud "Tetrafluoroboric Acid" E-Eros Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. DOI:10.1002/047084289X.rt035
  3. ↑ a b Kütt, A., et al., "Equilibrium Acidities of Superacids", J. Org. Chem. 2010, volume 76, pp. 391-395. DOI:10.1021/jo101409p
  4. ↑ Mark Juhasz; Stephan Hoffmann; Evgenii Stoyanov; Kee-Chan Kim; Christopher A. Reed. The Strongest Isolable Acid. Angewandte Chemie International Edition. 2004-10-11, s. 5352–5355. ISSN 1433-7851. DOI 10.1126/science.287.5460.2007. PMID 15468064. 
  5. ↑ Christopher A. Reed. Carborane acids. New "strong yet gentle" acids for organic and inorganic chemistry. Chemical Communications. 2005, s. 1669–1677. Dostupné online. ISSN 1359-7345. DOI 10.1039/B415425H. PMID 1579-1275. 
  6. ↑ George Andrew Olah; G. K. Surya Prakash; Jean Sommer; Arpad Molnar. Superacid chemistry. Hoboken: [s.n.], 2009-02-03. ISBN 9780471596684. 
  7. ↑ Mootz, D.; Steffen, M. "Crystal structures of acid hydrates and oxonium salts. XX. Oxonium tetrafluoroborates H3OBF4, [H5O2]BF4, and [H(CH3OH)2]BF4", Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie 1981, vol. 482, pp. 193-200. DOI:10.1002/zaac.19814821124
  8. ↑ Wudl, F.; Kaplan, M. L., "2,2′-Bi-L,3-Dithiolylidene (Tetrathiafulvalene, TTF) and its Radical Cation Salts" Inorg. Synth. 1979, vol. 19, 27. DOI:10.1002/9780470132500.ch7
  9. ↑ R. Balaji; Malathy Pushpavanam. Methanesulphonic acid in electroplating related metal finishing industries. Transactions of the Imf. 2003, s. 154–158. DOI 10.1080/00202967.2003.11871526. 

Externí odkazy

editovat
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Kyselina_tetrafluoroboritá&oldid=22235087“