बोरॉन ट्रायोक्साइडB2O3, CAS 1303-86-2 के रासायनिक सूत्र के साथ एक अकार्बनिक पदार्थ है। यह एक बेरंग ग्लासी क्रिस्टल या पाउडर है। यह कठिन और कुरकुरा है, एक चिकना और बेस्वाद सतह के साथ। यह थर्मल रूप से स्थिर है। यह सफेद गर्मी में कार्बन द्वारा कम नहीं होता है, लेकिन क्षार धातु, मैग्नीशियम और एल्यूमीनियम इसे मोनोमर बोरॉन को कम कर सकते हैं। लगभग 600 डिग्री पर, यह एक बहुत चिपचिपा तरल बन जाता है। बोरिक एनहाइड्राइड एसिड, इथेनॉल, और गर्म पानी में बोरिक एसिड-घुलनशील और ठंडे पानी में थोड़ा घुलनशील बनाने के लिए हवा में पानी को दृढ़ता से अवशोषित कर सकता है। यह कई धातु ऑक्साइड के साथ गठबंधन कर सकता है ताकि बोरॉन ग्लास को विशेषता रंग के साथ बनाया जा सके। यह क्षार धातु, तांबा, चांदी, सीसा, आर्सेनिक, एंटीमनी और बिस्मथ ऑक्साइड के साथ पूरी तरह से गलत हो सकता है। क्रिस्टलीय पानी को अवशोषित करना बहुत आसान है और नमी के अवशोषण के बाद अशांत हो जाता है। इसे शराब में भी भंग किया जा सकता है। जब तापमान कम होता है, तो यह क्रिस्टल H3BO3 के निर्जलीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। क्रिस्टल में BO4 टेट्राहेड्रल संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं, जिसमें 1.805g/cm का घनत्व और 450 डिग्री का पिघलने बिंदु होता है। कांच की मोटाई जो 1.795g/सेमी होती है, जो तापमान बढ़ने पर धीरे -धीरे नरम हो जाती है और तरल हो जाती है जब यह लाल गर्म उच्च तापमान तक पहुंचता है, तो 1500 डिग्री के उबलते बिंदु के साथ। B2O3 प्राप्त करने के लिए बोरॉन को भी सीधे ऑक्सीजन के साथ जोड़ा जाता है। यह व्यापक रूप से सिलिकेट अपघटन के लिए एक प्रवाह के रूप में उपयोग किया जाता है, अर्धचालक सामग्री के लिए एक डोपेंट, कार्बनिक संश्लेषण में एक एसिड उत्प्रेरक, पेंट के लिए एक अग्नि प्रतिरोधी योज्य, और एलिमेंटल बोरान और विभिन्न बोराइड तैयार करने के लिए एक कच्चा माल।
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रासायनिक सूत्र |
B2O3 |
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सटीक द्रव्यमान |
70 |
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आणविक वजन |
70 |
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m/z |
70 (100.0%), 69 (49.7%), 68 (6.2%) |
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मूल विश्लेषण |
B, 31.06; O, 68.94 |
बोरॉन ट्रायोक्साइडइसके अद्वितीय संरचनात्मक रूप के कारण ऑप्टिकल ग्लास के रूप में उपयोग किया जाता है। संरचनात्मक सिद्धांत यह है कि ग्लासी जो (G-B2O3) साझा ऑक्सीजन परमाणुओं के माध्यम से कई त्रिकोणीय BO3 इकाइयों के व्यवस्थित कनेक्शन द्वारा गठित एक नेटवर्क संरचना होने की संभावना है, जिसमें बोरॉन ऑक्सीजन चरण छह-सदस्यीय रिंग B3O3 प्रमुख है। बोरॉन एटम छह-सदस्यीय रिंग में तीन समन्वित है, और ऑक्सीजन परमाणु दो समन्वित है। ग्लास 325-450 डिग्री C पर नरम हो जाता है और इसका घनत्व हीटिंग के साथ बदल जाता है। गर्म होने पर, कांच के बोरॉन ऑक्सीड संरचना में विकार की डिग्री बढ़ जाती है। जब तापमान 450 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो एक ध्रुवीय -बी=ओ बेस उत्पन्न होगा।
जब तापमान 1000 डिग्री C से अधिक होता है, तो वाष्प B2O3 मोनोमर से बना होता है, और इसकी संरचना कोणीय o=bob=o है। साधारण हेक्सागोनल बोरॉन ऑक्सीड को सामान्य दबाव ( - B2O3) के तहत 200-250 डिग्री C की सीमा में तरल को क्रिस्टलीकरण करके बनाया जा सकता है, जिसकी संरचना लगभग पूरी तरह से त्रिकोणीय BO3 इकाइयों है। 22000ATM और 400 डिग्री C पर, - उच्च तापमान और उच्च दबाव प्रकार के मोनोक्लिनिक क्रिस्टल में B2O3 का परिवर्तन - B2O3। परिवर्तन प्रक्रिया उच्च दबाव के तहत क्वार्ट्ज के लिए कोसाइट के समान है। इसके अलावा, - B2O3 को 40000 atm पर तरल को क्रिस्टलीकरण करके भी प्राप्त किया जा सकता है, और 600 डिग्री C. - B2O3 में एक बड़ा बल्क मापांक (k=180 gpa) है। G -B2O3 और - B2O3 की विकर्स कठोरता क्रमशः 1.5GPA और 16GPA है।
बोरॉन ऑक्साइड (G-B2O3) जैसा ग्लास संभवतः एक नेटवर्क संरचना है जो कई त्रिकोणीय BO3 इकाइयों से बना है जो साझा ऑक्सीजन परमाणुओं के माध्यम से एक व्यवस्थित तरीके से जुड़ी हुई है, जिसमें एक हेक्सागोनल रिंग B3O3 बोरान ऑक्सीजन चरणों द्वारा वर्चस्व है। इस छह सदस्य रिंग में, बोरॉन एटम तीन समन्वित है और ऑक्सीजन परमाणु दो समन्वित है। ग्लास बॉडी 325-450 डिग्री पर नरम हो जाता है, और इसका घनत्व हीटिंग की स्थिति के साथ भिन्न होता है। गर्म होने पर, कांच के बोरॉन ऑक्साइड संरचना में विकार बढ़ जाता है। जब तापमान 450 डिग्री से अधिक हो जाता है, तो ध्रुवीय - b=o समूह उत्पन्न होंगे। जब तापमान 1000 डिग्री से ऊपर होता है, तो बोरॉन ऑक्साइड वाष्प पूरी तरह से B2O3 मोनोमर्स से बना होता है, और इसकी संरचना कोणीय o=bob=o है।
सामान्य दबाव के तहत, लिक्विड बोरॉन ऑक्साइड साधारण हेक्सागोनल बोरोन ऑक्साइड ( - बी 2 ओ 3) बनाने के लिए 200-250 की सीमा के भीतर क्रिस्टलीकृत हो सकता है, जिसकी संरचना लगभग पूरी तरह से त्रिकोणीय बीओ 3 इकाइयों से बना है।
22000 एटीएम और 400 डिग्री पर, - B2O3 एक उच्च -तापमान और उच्च दबाव वाले मोनोक्लिनिक क्रिस्टल - B2O3 में बदल जाता है। परिवर्तन प्रक्रिया उच्च दबाव के तहत क्वार्ट्ज के कोसाइट के रूपांतरण के समान है। इसके अलावा, - B2O3 को 40000 एटीएम और 600 डिग्री पर लिक्विड बोरॉन ऑक्साइड के क्रिस्टलीकरण द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है।
B2O3 का थोक मापांक बहुत बड़ा है (k =180 gpa)। G -B2O3 और - B2O3 की विकर्स कठोरता क्रमशः 1.5 GPA और 16 GPA हैं।
बोरॉन ऑक्साइड के रासायनिक गुण निम्नानुसार हैं: यह एक एसिड ऑक्साइड है जो कई क्षारीय धातु ऑक्साइड को भंग कर सकता है जब ग्लास बोरेट्स और मेटाबोरेट्स (चश्मा) को विशेषता रंगों के साथ पिघलाने के लिए पिघल जाता है। यह बोरेक्स बीड टेस्ट द्वारा धातुओं की गुणात्मक पहचान का सिद्धांत है। यह क्षार धातु, एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम द्वारा सरल बोरॉन तक कम किया जा सकता है। प्रतिक्रिया के बाद, प्रतिक्रिया मिश्रण को हाइड्रोक्लोरिक एसिड, MGO, B2O3, और Mg के साथ इलाज किया गया था, हाइड्रोक्लोरिक एसिड में भंग कर दिया गया था, और कच्चे बोरॉन को निस्पंदन के बाद प्राप्त किया गया था। इसे उच्च तापमान पर कार्बन द्वारा कम नहीं किया जा सकता है (बोरॉन कार्बाइड उच्च तापमान पर बनाई जा सकती है)। उच्च तापमान पर कार्बन और क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करके बोरॉन ट्राइक्लोराइड प्राप्त किया जा सकता है। 600 डिग्री सी पर, यह कैल्शियम हेक्साबोराइड (CAB6) प्राप्त करने के लिए बोरान नाइट्राइड (BN) और कैल्शियम हाइड्राइड प्राप्त करने के लिए अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह बोरिक एसिड का एनहाइड्राइड है। पानी में भंग होने पर, यह मेटाबोरिक एसिड और बोरिक एसिड बनाने के लिए बड़ी मात्रा में गर्मी जारी करेगा।
इस उत्पाद का उपयोग सिलिकेट अपघटन के लिए एक फ्लक्स के रूप में किया जा सकता है, अर्धचालक सामग्री के लिए एक डोपेंट, पेंट के लिए एक अग्नि प्रतिरोधी योजक, और मौलिक बोरोन और विभिन्न प्रकार के बोरिड्स की तैयारी। उत्पाद का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कलर पिक्चर मैन्युफैक्चरिंग इंडस्ट्री में, इसका उपयोग मुख्य रूप से पिक्चर ट्यूब घटकों और कम पिघलने बिंदु ग्लास कच्चे माल के लिए सीलिंग (स्क्रीन और शंकु) के लिए किया जाता है। इसका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण के लिए एक उत्प्रेरक के रूप में भी किया जा सकता है, पेंट के लिए एडिटिव और उच्च तापमान स्नेहक, सिरेमिक के लिए एडिटिव, विशेष ग्लास और सोल्डर, आदि।बोरॉन ट्रायोक्साइड(रासायनिक सूत्र: B2O3), जिसे बोरान का सबसे महत्वपूर्ण ऑक्साइड के रूप में भी जाना जाता है। यह एक सफेद मोमी ठोस है, जो आम तौर पर एक अनाकार अवस्था में मौजूद होता है। क्रिस्टल बनाना मुश्किल है, लेकिन वे उच्च शक्ति वाले एनीलिंग के बाद भी क्रिस्टलीकृत कर सकते हैं। यह सबसे कठिन पदार्थों में से एक है जिसे क्रिस्टलीकृत करने के लिए जाना जाता है। एलिमेंटल बोरॉन और फाइन बोरॉन यौगिकों को तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसे बोरॉन ग्लास, ऑप्टिकल ग्लास, हीट-रेसिस्टेंट ग्लास, इंस्ट्रूमेंट ग्लास, ग्लास फाइबर, और लाइट प्रोटेक्शन मटेरियल के साथ विभिन्न प्रकार के ऑक्साइड के साथ जोड़ा जा सकता है। इसका उपयोग पेंट के लिए फायर-रिटार्डेंट एडिटिव्स और डिसिकेंट्स के रूप में भी किया जा सकता है।
उपखंड में निम्नलिखित उपयोग हैं:
(1) सिलिकेट अपघटन के लिए एक cosolvent के रूप में;
(2) अर्धचालक सामग्री में डोपेंट;
(3) गर्मी प्रतिरोधी कांच के बने पदार्थ और पेंट के लिए दुर्दम्य एडिटिव्स;
(4) मौलिक बोरान और विभिन्न बोरिड्स तैयार करने के लिए मुख्य कच्चे माल;
(5) धातुकर्म उद्योग में, इसका उपयोग मिश्र धातु स्टील के उत्पादन और उच्च-ऊर्जा प्राकृतिक सामग्री की तैयारी के लिए किया जाता है;
(6) तामचीनी का कच्चा माल;
(7) कच्चे माल का उपयोग यांत्रिक उद्योग में रासायनिक गर्मी उपचार के लिए एक बोरॉन विघटित एजेंट के रूप में किया जाता है;
(8) कार्बनिक संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक;
(9) उच्च तापमान का उपयोग स्नेहक में एक योजक के रूप में किया जाता है।
1। वायुमंडलीय दबाव विधि
हीटिंग केतली में बोरिक एसिड भेजें, तापमान बढ़ाएं, और धीरे -धीरे बोरिक एसिड को निर्जलित करें। जब तापमान 107.5 डिग्री तक बढ़ जाता है, तो यह मेटाबोरिक एसिड (HBO2) बन जाएगा, और जब यह 150 ~ 160 डिग्री तक बढ़ जाएगा, तो यह टेट्राबोरिक एसिड (H2B4O7) बन जाएगा। जब तापमान 650 डिग्री से ऊपर होता है, तो पिघल बहुत अधिक फोम का उत्पादन करेगा। अंत में, तापमान को 800 ~ 1000 डिग्री पर रखा जाएगा, और सामग्री को जला दिया जाएगा और तब तक निर्जलित किया जाएगा जब तक कि यह लाल न हो जाए और अब बुलबुले नहीं होंगे। पिघल का सापेक्ष घनत्व 1.52 है। इस बिंदु पर, वायर ड्राइंग मशीन शुरू करें और वायर ड्राइंग के लिए 700-900 डिग्री के बीच तापमान को नियंत्रित करें। फिर तैयार बोरॉन ऑक्साइड उत्पाद प्राप्त करने के लिए एक कटिंग मशीन का उपयोग करके वायर ड्राइंग मशीन पर बोरान ऑक्साइड तार को काटें और पैकेज करें। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है:
2H3B03→B₂03+3H20
2। वैक्यूम विधि
एक स्टेनलेस स्टील डिश में बोरिक एसिड रखें और 1.5 घंटे के लिए एक ओवन में सेंकना करें, फिर तापमान को 150 डिग्री तक बढ़ाएं और 4 घंटे के लिए गर्मी करें। हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, इसे निर्जलीकरण सुनिश्चित करने के लिए अक्सर फ़्लिप किया जाना चाहिए। फिर सामग्री को हटा दें, इसे ठंडा करें, इसे कुचल दें, और इसे एक वैक्यूम ओवन में रखें, इसे सील कर दें। इसे 1.5 घंटे के लिए 220 डिग्री पर गर्म करें, फिर इसे 260 डिग्री तक बढ़ाएं और इसे 4 घंटे के लिए गर्म करें। फिर सामग्री को ठंडा करें और कुचल दें, इसे एक ट्यूब भट्ठी में रखें, 280 डिग्री पर हीटिंग तापमान को नियंत्रित करें, और बोरॉन ऑक्साइड उत्पाद का उत्पादन करने के लिए 4 घंटे के लिए वैक्यूम के तहत इसे निर्जलित करें।
3। क्रिस्टलीय बोरिक एसिड को एक छोटे से डिश में डालें।
जगहबोरॉन ट्रायोक्साइडएक सुखाने वाले रिएक्टर में फास्फोरस पेंटोक्साइड युक्त और इसे पूरी तरह से निर्जलित करने के लिए वैक्यूम के तहत इसे 200 डिग्री तक गर्म करें। वाटर वैक्यूम पंप द्वारा प्रदान की गई वैक्यूम डिग्री पर्याप्त है, लेकिन उच्च वैक्यूम डिग्री के साथ एक वैक्यूम पंप का उपयोग करना सबसे अच्छा है। धीरे -धीरे तापमान को 200 डिग्री तक बढ़ाना महत्वपूर्ण है, अन्यथा बोरिक एसिड पिघल जाएगा और पानी के वाष्प के आगे के वाष्पीकरण में बाधा डालेगा। जितनी बड़ी मात्रा में उपयोग की जाती है, 200 डिग्री पर हीटिंग का समय उतना ही लंबा होना चाहिए, कभी -कभी पूर्ण निर्जलीकरण से पहले 4 घंटे से अधिक समय तक पकड़ना। 3 जी बोरिक एसिड के लिए, 1 घंटे के लिए हीटिंग पर्याप्त है। इसके अलावा, 200 डिग्री से अधिक नहीं होने वाले तापमान को बनाए रखने की स्थिति के तहत, बोरिक एसिड का निर्जलीकरण एक शुष्क हवा के प्रवाह में किया जा सकता है। इस्तेमाल की जाने वाली शुष्क हवा को सल्फ्यूरिक एसिड के माध्यम से हवा को पारित करके प्राप्त किया जाता है और फिर इसे फॉस्फोरस पेंटोक्साइड या झरझरा बेरियम ऑक्साइड के माध्यम से सूखता है
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