Propriétés chimiques du trifluorure de bore, Utilisations, production

Description

Le trifluorure de bore est le composé inorganique de formule BF3. C’est un gaz hautement toxique, incolore et ininflammable avec une odeur pénétrante et piquante. Il se dissout rapidement dans l’eau et tous les composés organiques contenant de l’azote ou de l’oxygène. Il peut être hydrolysé lentement par l’eau froide pour dégager de l’acide fluorhydrique et peut également s’hydrolyser pour former des vapeurs denses blanches dans l’air humide. Ses vapeurs sont plus lourdes que l’air. L’inhalation du gaz irrite le système respiratoire et des brûlures peuvent en résulter si le gaz touche la peau à des concentrations élevées.

Structure de lewis du trifluorure de bore
Le trifluorure de bore est surtout utilisé comme réactif, généralement sous forme d’acide de Lewis, pour catalyser des opérations aussi diverses que l’isomérisation, l’alkylation, la polymérisation, l’esterfication, la condensation, la cyclisation, la déshydratation par hydratation, la sulfonation, la nitration de désulfuration, l’oxydation par halogénation et l’acylation. En outre, il peut également être utilisé comme bloc de construction polyvalent pour d’autres composés de bore. 1. https://en.wikipedia.org/wiki/Boron_trifluoride
2. https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/255
3. http://www.c-f-c.com/specgas_products/boron-trifluoride.htm
4.https://www.praxairdirect.com/Specialty-Gas-Information-Center/Pure-Gas-Specifications/Boron-Trifluoride.html

Description

Le trifluorure de bore sec est utilisé avec l’acier doux, le cuivre, les alliages cuivre–zinc-cuivre-silicium et le nickel. Le gaz humide est corrosif pour la plupart des matériaux métalliséset certains plastiques. Par conséquent, Kel-F? et le téflon? sont les matériaux de joint préférés.Les manomètres contenant du mercure ne doivent pas être utilisés car le trifluorure de bore est soluble dans le mercure. Il se décompose dans l’eau chaude, produisant du fluorure d’hydrogène. Le trifluorure de bore est largement utilisé comme catalyseur pour les réactions de synthèse organique.

Propriétés chimiques

Le trifluorure de bore est un gaz incolore ininflammable à l’odeur âcre et étouffante. Il forme des vapeurs acides épaisses dans l’air humide. Le trifluorure de bore sec est utilisé avec des alliages d’acier doux, de cuivre, de cuivre-zinc et de cuivre-silicium et de nickel. Le gaz humide est corrosif pour la plupart des matériaux métalliques et certains plastiques. Par conséquent, le Kel-F et le téflon sont les matériaux de joint préférés. Les manomètres contenant du mercure ne doivent pas être utilisés car le trifluorure de bore est soluble dans le mercure. Il se décompose dans de l’eau chaude produisant du fluorure d’hydrogène, Expédié sous forme de gaz comprimé non liquide.

Propriétés physiques

Gaz incolore; odeur étouffante piquante; densité 2,975 g / L; vapeurs dans l’air humide; se liquéfie à -101 ° C; se solidifie à -126,8 °; la pression de vapeur à -128 ° C est de 57,8 torr; température critique -12,2 ° C; pression critique 49,15 atm; volume critique 115 cm3 / mol; soluble dans l’eau avec hydrolyse partielle; solubilité dans l’eau à 0 ° C 332 g / 100g; également soluble dans le benzène, le toluène, l’hexane, le chloroforme et le chlorure de méthylène; soluble dans l’acide sulfurique concentré anhydre.

Utilise

Pour protéger le magnésium fondu et ses alliages de l’oxydation; comme flux pour souder le magnésium; comme fumigant; dans des chambres d’ionisation pour la détection des neutrons faibles. La plus grande application de trifluorure de bore est de loin la catalyse avec et sans agents de promotion.

Utilisations

En catalyse avec et sans agents de promotion; fumigant; flux pour le soudagemagnésium

Utilisations

Le trifluorure de bore est utilisé comme catalyseur pour les polymérisations, les alkylations et les réactions de condensation; comme flux gazeux pour le brasage interne ou le brazage; et comme source d’isotope B10.

Préparation

Le trifluorure de bore est préparé en traitant du borax avec de l’acide fluorhydrique; ou de l’acide borique avec du bifluorure d’ammonium. Le produit intermédiaire complexe est ensuite traité avec de l’acide sulfurique fumant à froid.

Description générale

Le trifluorure de bore est un gaz incolore à odeur âcre. Le trifluorure de bore est toxique par inhalation. Le trifluorure de bore est soluble dans l’eau et hydrolysé lentement par l’eau froide pour dégager de l’acide fluorhydrique, un matériau corrosif. Ses vapeurs sont plus lourdes que l’air. L’exposition prolongée des conteneurs au feu ou à la chaleur peut entraîner leur rupture violente et leur montée en flèche.

Air &Réactions de l’eau

Fumées dans l’air. Soluble dans l’eau et lentement hydrolysé par l’eau froide pour donner de l’acide fluorhydrique. Réagit plus rapidement avec de l’eau chaude.

Profil de réactivité

Le trifluorure de bore est un gaz incolore, fortement irritant et toxique. Au contact de l’eau, de la vapeur ou lorsqu’il est chauffé jusqu’à décomposition, le trifluorure de bore produira des vapeurs de fluorure toxiques. Incompatible avec les nitrates d’alkyle, l’oxyde de calcium. La réaction avec des métaux alcalins ou alcalino-terreux (sauf le magnésium) provoquera une incandescence.

Danger

Toxique par inhalation, corrosif pour la peau et les tissus. Irritant des voies respiratoires inférieures et pneumite.

Danger pour la santé

Le trifluorure de bore (et les complexes organiques tels que le BF3-éthérate) sont des substances corrosives extrêmement destructrices pour tous les tissus du corps. Au contact de l’humidité de la peau et d’autres tissus, ces composés réagissent pour former de l’acide fluorhydrique et de l’acide fluoroborique, qui provoquent de graves brûlures. Le trifluorure de bore est extrêmement irritant pour la peau, les yeux et les muqueuses. L’inhalation de trifluorure de bore peut provoquer une irritation sévère et une brûlure des voies respiratoires, une respiration difficile et éventuellement une insuffisance respiratoire et la mort. L’exposition des yeux au BF peut provoquer de graves brûlures et une cécité. Ce composé n’est pas considéré comme ayant des propriétés d’avertissement adéquates. Le trifluorure de bore ne s’est pas révélé cancérigène ni toxique pour la reproduction ou le développement chez l’homme. L’exposition chronique au gaz trifluorure de bore peut provoquer une irritation et des dommages respiratoires.

Risque d’incendie

Lorsqu’il est chauffé jusqu’à décomposition ou au contact de l’eau ou de la vapeur, le trifluorure de bore produit des vapeurs toxiques et corrosives de composés contenant du fluor. Se décompose au chauffage ou au contact de l’air humide, formant des vapeurs toxiques et corrosives d’acide borique et d’acide fluorhydrique. Réagit avec les alcalis et les fumées dans l’air humide, produisant des particules qui réduisent la visibilité. Réagit avec les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux (sauf le magnésium), les nitrates d’alkyle et l’oxyde de calcium. Le trifluorure de bore s’hydrolyse dans l’air humide pour former de l’acide borique, de l’acide fluorhydrique et de l’acide fluoborique.

Inflammabilité et explosibilité

Le gaz de trifluorure de bore est incombustible. L’eau ne doit pas être utilisée pour éteindre tout feu dans lequel du trifluorure de bore est présent. La poudre chimique sèche doit être utilisée pourfires impliquant des complexes organiques de trifluorure de bore.

Matériaux Utilisations

Le trifluorure de bore sec ne réagit pas avec les métaux communs de la construction, mais Si l’humidité est présente, les hydrates acides formés (BF3 · H2O et BF3 · 2H2O) peuvent corroder rapidement de nombreux métaux communs. Par conséquent, les conduites, les régulateurs de pression et les vannes en service de trifluorure de bore doivent être bien protégés de l’entrée d’air humide entre les périodes d’utilisation. La fonte ne doit pas être utilisée car les fluorures actifs attaquent sa structure. Si la tuyauterie en acier est utilisée pour le borontrifluorure, des raccords en acier forgé doivent être utilisésau lieu des raccords en fonte. L’acier inoxydable, le Monel, le nickel et le Hastelloy C sont de bons matériaux de construction.

Parmi les matériaux appropriés pour les joints, on trouve le téflon, le Kel F et d’autres plastiques fluorocarbonés appropriés au chlorofluorocarbone. La plupart des plastiquesdeviennent fragilisés dans le service des trifluorides au bore. L’utilisation de chlorure de polyvinyle devrait êtreévidé.

Exposition potentielle

Le trifluorure de bore est un produit chimique hautement réactivé utilisé principalement comme catalyseur en chimie synthesis.It est stocké et transporté sous forme de gaz, mais peut être réactéavec une variété de matériaux pour former des composés liquides et solides. L’industrie du magnésium utilise les propriétés antioxydantes de la trifluorure de bore et du traitement thermique. Les applications nucléaires du borontrifluorure comprennent les instruments de détection de neutrons; l’enrichissement du bore-10 et la production de sels neutroabsorbants pour des réacteurs d’obturation de sels de fusion.

Effets physiologiques

Le trifluorure de bore irrite le nez, les membranes muqueuses et d’autres parties du système respiratoire. Des concentrations aussi faibles que I ppm dans l’airpeut être détectées par l’odorat et être facilement visibles.
L’ACGIH recommande un Seuil Limite-Plafond (TLV-C) de 1 ppm (2,8 mg/m3) pour le trifluorure de bore. La TLV-C est la concentration qui ne doit pas être dépassée pendant une partie de l’exposition de travail.

stockage

Tous les travaux avec du trifluorure de bore doivent être effectués dans une hotte pour éviter toute exposition par inhalation, et des lunettes anti-éclaboussures et des gants imperméables doivent être portés pour éviter tout contact avec les yeux et la peau. Les bouteilles de trifluorure de bore doivent être placées dans des endroits appropriés pour le stockage de gaz comprimé et séparées des métaux alcalins, des métaux alcalino-terreux et d’autres substances incompatibles. Les solutions de trifluorure de bore devraientêtre stocké dans des récipients hermétiquement fermés sous atmosphère inerte dans des récipients secondaires.

Expédition

UN1008 trifluorure de bore, Classe de danger: 2.3; Étiquettes: 2.3 – Gaz toxique, 8 – Matières corrosives, Zone de danger pour l’inhalation B. Les bouteilles doivent être transportées dans une position verticale sûre, dans un camion bien ventilé.Protégez le cylindre et les étiquettes des dommages physiques. Le propriétaire de la bouteille de gaz comprimé est la seule habilitée par la loi fédérale (49CFR) à les transporter et à les recharger. C’est une violation des règlements de transportpour remplir des bouteilles de gaz comprimé sans l’autorisation expresse écrite du propriétaire.

Méthodes de purification

Les impuretés habituelles – brome, BF5, HF et fluorures non volatils – sont facilement séparées par distillation. Brown et Johannesen ont passé BF3 dans le benzonitrile à 0o jusqu’à ce que ce dernier soit saturé. L’évacuation à 10-5mm a ensuite éliminé toutes les traces de SiF4 et autres impuretés gazeuses. . La pression est portée à 20 mm en admettant de l’air sec, et le ballon contenant le composé d’addition BF3 est réchauffé avec de l’eau chaude. Le BF3 qui évolue est passé à travers un piège a-80o (pour condenser tout benzonitrile) dans un tube refroidi à l’air liquide. Le composé d’addition à l’anisole peut également être utilisé. BF3 peut être séché en le faisant passer à travers H2SO4 saturé d’oxyde borique. Il fume dans l’air humide. TOXIQUE.

Incompatibilités

Le trifluorure de bore réagit avec les composés non saturés polymérisés. Se décompose au contact de l’eau, de l’air humide et d’autres formes d’humidité, formant du fluorure d’hydrogène toxique et corrosif, de l’acide fluoroborique et de l’acide borique. Réagit violemment avec les métaux alcalins et alcalino-terreux (sauf le magnésium); les métaux, tels que le sodium, le potassium et l’oxyde de calcium, et avec les nitrates d’alkyle. Attaque de nombreuxmétaux en présence d’eau.

Élimination des déchets

Retourner les bouteilles de gaz compressées rechargeables au fournisseur. Le propriétaire du cylindre à gaz comprimé est la seule entité autorisée par la loi fédérale (49CFR) à les transporter et à les remplir. Réaction chimique avec de l’eaupour former de l’acide borique et de l’acide fluoroborique. L’acide fluoroborique est mis à réagir avec du calcaire, formant de l’acide borique et du fluorure de calcium. L’acide borique peut être rejeté dans un système d’évacuation sanitaire tandis que le fluorure de calcium peut être découvert ou mis en décharge. Protégez le cylindre et les étiquettes des dommages physiques.

Précautions

L’exposition au trifluorure de bore dans les zones de travail professionnelles provoque des effets irritants, des brûlures douloureuses, des lésions et une perte de vision. Les travailleurs susceptibles d’être exposés au trifluorure de bore ne doivent pas porter de lentilles de contact. Une attention médicale rapide est obligatoire dans tous les cas de surexposition au trifluorure de bore et le personnel de secours doit être équipé de protections appropriées. Les travailleurs professionnels ne doivent manipuler / utiliser du trifluorure de bore que dans des endroits bien ventilés. Les capuchons de protection de la vanne doivent rester en place. Les travailleurs ne doivent pas faire glisser, glisser ou rouler les cylindres et utiliser un chariot manuel approprié pour le mouvement des cylindres. Les bouteilles à gaz comprimé ne doivent pas être rechargées sans l’autorisation écrite expresse du propriétaire. L’uoride de triflate de bore est répertorié comme une substance extrêmement dangereuse (EHS).Le cylindre ne doit pas être chauffé par aucun moyen pour augmenter le taux de décharge du produit du cylindre. Le cylindre de trifluorure de bore doit être conservé dans un endroit frais, sec et bien ventilé de construction incombustible, à l’écart des zones à fort trafic et des issues de secours.

GRADES DISPONIBLES

Le trifluorure de bore est disponible pour un usage commercial et industriel dans des grades techniques ayant les mêmes proportions de composants d’un produit à l’autre.
Le trifluorure de bore est également disponible en qualités de haute pureté pour une utilisation dans l’industrie électronique. Des lignes directrices sur la pureté des gaz ont été élaborées et publiées par SemiconductorEquipment and Materials International et peuvent être trouvées dans le livre des normes Semi, GasesVolume.