Bortrioxid

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP), ggf. erweitert

Gefahr

H- und P-Sätze

H: Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann das Kind im Mutterleib schädigen.

Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.
Bei Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat Einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.

Zulassungsverfahren unter REACH

besonders besorgniserregend: fortpflanzungsgefährdend (CMR)

MAK

Schweiz: 10 mg·m⁻³ (gemessen als einatembarer Staub)

Toxikologische Daten

3163 mg/kg (LD₅₀, Maus, oral)

Bortrioxid oder Dibortrioxid ist eine chemische Verbindung der Elemente Bor und Sauerstoff mit der Summenformel B₂O₃.

Kristallstruktur

__ B³⁺ __ O²⁻
Allgemeines
Name	Bortrioxid
Andere Namen	Dibortrioxid Borsesquioxid Borsäureanhydrid Borsäureglas Bor(III)-oxid
Verhältnisformel	B₂O₃
Kurzbeschreibung	farblose, hygroskopische Masse
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	1303-86-2
EG-Nummer	215-125-8
ECHA-InfoCard	100.013.751
PubChem	518682
ChemSpider	452485
Eigenschaften
Molare Masse	69,62 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,56 g/cm³ (kristallin) 1,83 g/cm³ (amorph)
Schmelzpunkt	475 °C (kristallin)
Siedepunkt	2250 °C
Löslichkeit	wenig in Wasser (36 g/l bei 25 °C)
Thermodynamische Eigenschaften
ΔH_f⁰	−1273,5(14) kJ/mol

Geschichte

Bortrioxid war Ausgangspunkt zur ersten Darstellung von Bor. Im Jahre 1808 gelang den französischen Chemikern Joseph Louis Gay-Lussac und Louis Jacques Thénard erstmals die Darstellung von unreinem Bor aus Bortrioxid durch Reduktion mit Kalium. Das erste hochreine Bor wurde dann im Jahre 1909 von dem amerikanischen Chemiker W. Weintraub durch die Reduktion von gasförmigem Bortrioxid mit Wasserstoff im Lichtbogen gewonnen.

Gewinnung und Darstellung

Glüht man Borsäure, so erhält man eine farblose, glasig-amorphe Masse (Boroxidglas), die schwierig zu kristallisieren ist:

$\mathrm {2\ H_{3}BO_{3}+190,5\ kJ\rightleftharpoons B_{2}O_{3}+3\ H_{2}O}$

Durch langsame Dehydratisierung von Borsäure bei 150–250 °C kann kristallines Bortrioxid hergestellt werden.

Im Jahr 2007 wurden weltweit etwa 3,8 Millionen Tonnen Bortrioxid produziert. Hauptproduzenten sind die Türkei, Argentinien und Chile.

Eigenschaften

Bortrioxid reagiert sauer und bildet Borsäure bei Kontakt mit Wasser. Sowohl die amorphe als auch die kristalline Form sind hygroskopisch. Bei Reduktion mit Magnesium, Kalium, Wasserstoff und anderen entsteht Bor.

$\mathrm {B_{2}O_{3}+3\ Mg\rightleftharpoons 2\ B+3\ MgO\ \ \Delta H=-533kJ}$

Bortrioxid (α-Bortrioxid) kristallisiert trigonal in der Raumgruppe P3₁21 (Raumgruppen-Nr. 152) bzw. P3₂21 (Nr. 154) mit den Gitterparametern a = 434 pm und c = 834 pm sowie sechs Formeleinheiten pro Elementarzelle. In der Kristallstruktur ist jedes Boratom von je drei Sauerstoffatomen planar umgeben, die einzelnen [BO₃]³⁻-Einheiten sind über alle drei Sauerstoffatome jeweils mit benachbarten Boratomen verbunden, wodurch sich ein dreidimensionales Netzwerk ergibt. Dieses Netzwerk lässt sich mit der Niggli-Formel $\mathrm {{}_{\infty }^{3}\lbrace [BO_{3/2}^{e}]} \rbrace$ beschreiben, wodurch sich ein Bor-Sauerstoff-Verhältnis von 1:1,5 bzw. 2:3 ergibt, was sich in der chemischen Formel B₂O₃ widerspiegelt. Bei der Verbindung B₂O₃ handelt es sich korrekt betrachtet damit nicht um ein Trioxid, sondern um ein Sesquioxid.

Neben der α-Form und der amorphen Form existiert auch eine Hochtemperaturvariante (β-Bortrioxid).

Bortrioxid wird aufgrund seiner Reproduktionstoxizität seit Juni 2012 als „Substance of Very High Concern“ (deutsch: „Besonders besorgniserregende Stoffe“) eingestuft.

Verwendung

Bortrioxid ist ein Ausgangsstoff zur Herstellung weiterer Borverbindungen (z.B. reinem Bor, Borkarbid, Borsäuretrimethylester durch Auflösung in Methanol, Diboran durch Hydrierung). Praktische Verwendung findet es als Flussmittel bzw. Bestandteil (Borsilikatglas, Borphosphatglas) in Emails und Gläsern. In heißgepresster Bornitrid-Keramik vermag es in Mengen von 2–6 % als Bindemittel zu fungieren. Bortrioxid wird unter anderem auch als Feuerlöschmittel bei Bränden von Metall eingesetzt.

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de