化学式
BF3，硼的氟化物。
别名?英文名
氟化硼;Boron trifluoride、Boron fluoride.
CAS号
7637-07-2
用途
有机合成催化剂、火箭的高能燃料、核技术、半导体制造用
掺杂气、离子注入气、光导纤维制造、烟熏剂。
制法
(1)在硼酐与氟石的混合物中加入浓硫酸:
B2O3十3CaF2+3H2S04→2BF3十 3CaSO4+3H2O
(2)氟化氢与硼砂反应。
三角形的三氟化硼分子
(3)硼与氟直接化合。
(4)氧化硼与碳的混合物在氟气流中加热。
理化特性
相对分子质量: 67.805
熔点(101.325kPa):-127.1℃
沸点(101.325KPa):-99.8 ℃
液体密度(-100.3℃,101.325kpa):1589kg/m3
气体密度(20℃,101.325kpa):2.867kg/m3
相对密度(空气=1.20℃,101.325kpa):2.380
比容(21.1℃,101.325kpa):0.3496 m3/kg
气液容积比(15℃,10OKPa):560L/L
临界温度: -12.2 ℃
临界压力:4985KPa
临界密度:594kkg/m3
压缩系数:
| ? | 100kPa | 1000KPa | 10000KPa |
| 15 ℃ | 0.995 | 0.949 | 0.417 |
| 50 ℃ | 0.998 | 0.969 | 0.678 |
熔化热(-128.7℃,7kPa:)62.38kJ/kg
气化热(-100.3℃,101.325kPa):278.84kJ/kg
比热容(气体,25℃,101.325KPa):Cp=749.44/(kg?h)
Cv=623.83J/(kg?h)
(液体,-123.2℃):C=1519.81J/(kg?k)
比热比(气体,25℃,101.325kPa):Cp/Cv=1.201
蒸气压(145.85K):8.89kPa
(218.75K):1096kPa
(260.9O K):4975kPa
粘度(1.325kh,0℃):0.0156mPa?S
表面张力(-100℃):17.2mN/m
导热系数(101.325KPa,0℃):1.0004134
折射率(0℃,5462.2A):1.0004134
毒性级别:3
易燃性级别:0
易爆性级别:1
BF3+3H2O→H3BO3十3HF
BF3+HF→H〔BF4〕
H〔BF4〕十H2O=H〔BOF2〕十2HF
在乙醇中也分解。易与乙醇形成稳定的络合物。溶于硫酸、乙烷、 丙烷、戊烷、石脑油、二硫化碳、四氯化碳、氯仿、苯、二氯苯、硝基苯。可与除镁以外的碱金属、碱土金属激烈反应,生成硼和金属氟化物,并发出高热,能引起着火。与其它氯化物反应,取代氯离子。
AlCl3十BF3→AlF3十BCL
在500℃下也不与三氯化硼反应。也能与一些有机化合物反应。冷时能腐蚀玻璃。在水中的溶解度为1.057cm3/cm3(0℃,101.325kPa)。
性质
无色、不燃、也不助燃的窒息性气体。遇潮湿空气则生成浓密的白烟。对热很稳定。在-100℃时为无色液体,在-160℃时为白色固体。相对密度2.37(15℃,空气为1),沸点-100.3℃(105Pa),熔点-127.1℃(105Pa)。氟化硼分子是平面结构,原子间的所有三个键都是等值而无极性的。易溶于浓硫酸、浓硝酸、煤油、苯、三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烷、二硫化碳和硝基苯等有机溶剂,也易溶于水而且分解成硼酸和氟硼酸,并放出热量。氟化硼化学性质很活泼,它的反应可分为两类：导致氟化硼分子分解的反应；氟化硼分子不改变本身的组成而整个地进入新生成的化合物中的反应。氟化硼能与许多金属氧化物反应。在一般情况下,与钢不起作用。三氟化硼是不饱和的共价化合物,它倾向于再加成一个氟离子而转变成四氟硼酸。也能与氨、二氧化硫、氢化钠等发生加成反应。
用途
主要用作有机反应催化剂,如酯化、烷基化、聚合、异构化、磺化、硝化等。铸镁及合金时的防氧化剂。是制备卤化硼、元素硼、硼烷、硼氢化钠等的主要原料。还用于电子工业等。
毒性
小鼠吸入LC50:3460mg/mh2小时
最高容许浓度:1mg/m3
三氟化硼吸入体内后,除了它本身的毒性外,其水解产物氢氟酸也产生毒性作用。其毒性作用主要表现在对眼、皮肤、呼吸道粘膜的强烈刺激作用,并引起化学灼伤。长期吸入能导致肺水肿。此外,对心脏、肾、胃及骨也有损伤。
急性中毒以干咳、气急、胸闷、胸部紧迫感为主。部分患者出现恶心、食欲减退、流涎。吸入量多时,有震颤及抽擂,亦可引起肺炎。慢性影响以头痛、头晕、乏力等神经衰弱症候群为主,亦可出现粘膜刺激症状。
安全防护
工作场所要通风,保持环境空气新鲜干燥,严防潮湿。用气设备要严格密封,可由三氟化硼本身的刺激性和白烟来检漏。
三氟化硼是腐蚀性气体,特别在有水分时其腐蚀性更大。所以,所有用气设备和装置在使用前必须经过加热烘烤抽真空的方法彻底清除系统中的水分。
对干燥的三氟化硼可以使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、镍、蒙乃尔、铝、金和铂。对潮湿的三氟化硼气体可以使用金、铂和蒙乃尔。可以使用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合体、石腊、硬橡胶和硼硅玻璃。不能用银、尼龙、橡胶、聚苯乙烯、聚眈胶和盼醒树脂。三氟化硼本身不燃烧。发生火情时可用砂土、泡沫或二氧化碳灭火剂。
当三氟化硼泄漏时,可把浸了碱液的破布放在泄漏处再盖上草席、聚乙烯苦布等,然后在其上面撒硝石灰或碱灰中和之。
当气体大量喷出时,从远处喷雾状水吸收之。或者把气体导人与废气处理装置相连的通风橱内。
废气可用水或碱溶液吸收,或用专门的吸附剂吸附
主要作用
1、常用作缩合、离子聚合、异构化等反应的催化剂，还是制备四氟硼酸盐的原料
2、用于半导体器件和集成电路生产的离子注入和掺杂。
三氟化硼
3、主要用作有机反应催化剂，如酯化、烷基化、聚合、异构化、磺化、硝化等。
主要反应：
三氟化硼是有机合成中常用的路易斯酸，其机理可能是因为生成了离子型中间产物。[7]
在傅-克烷基化反应中：
RX + BF3 ? R+ + BF3X?
R+ + C6H6 ? C6H5R + H+
在傅-克酰基化反应中：
RCOOCH3 + BF3 → RCOOCH3?BF3
RCOOCH3?BF3 ? RCO+ + CH3OBF3?
RCO+ + C6H6 → C6H5COR + H+
H+ + CH3OBF3? ? CH3OH?BF3
醇失水成醚时：
ROH + BF3 → ROH?BF3 ? H+ + ROBF3?
H+ + ROH ? ROH2+
ROH2+ + BF3 ? R+ + H2O?BF3
R+ + ROH → R2O + H+
酯化反应中：
H+ + RCOOH ? RCOOH2+
RCOOH2+ + BF3 ? RCO+ + H2O
RCO+ + R'OH → RCOOR' + H+
在芳烃硝化和磺化反应中：
HONO2 + BF3 ? NO2+ + HOBF3?
HOSO3H + BF3 ? SO3H+ + HOBF3?
NO2+ + C6H6 → C6H5NO2 + H+
SO3H+ + C6H6 → C6H5SO3H + H+
实际情况中，很有可能以上的离子型中间体以离子对或络合物的形式出现。
4. 铸镁及合金时的防氧化剂。
5、制备卤化硼、元素硼、硼烷、硼氢化钠等的主要原料。
5、电子工业等。
应急处理
泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离150米，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
防护措施
呼吸系统防护：正常工作情况下，佩带过滤式防毒面具(全面罩)。高浓度环境中，必须佩戴空气呼吸器或氧气呼吸器。
眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。
身体防护：穿带面罩式胶布防毒衣。
手防护：戴橡胶手套。
其它：工作现场严禁吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。
急救措施
皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用大量流动清水冲洗。就医。
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
灭火方法：本品不燃。消防人员必须穿戴全身防火防毒服。切断气源。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：干粉、二氧化碳。
