Chemical compoundФтороборна кислота, фтористоборна кислота або тетрафторборна кислота (архаїчно фтоборна кислота) — неорганічна сполука зі спрощеною хімічною формулою . На відміну від інших сильних кислот, як сульфатна кислота () або перхлоратна кислота (), у чистому виді (та що не містить розчинників) фтороборна кислота (точніше, чистий тетрафторборат водню) не існує. Термін «фтороборна кислота» відноситься до ряду хімічних сполук залежно від розчинника. у спрощеній формулі фтороборної кислоти являє собою сольватований протон. Розчинником може бути будь-яка відповідна основа Льюїса. Наприклад, якщо розчинником є вода, фтороборна кислота може бути представлена формулою (тетрафторборат оксонію), хоча реалістичніше, кілька молекул води сольватують протон: . Сольват діетилового ефіру також комерційно доступний, де фтороборна кислота може бути представлена формулою , де n, швидше за все, дорівнює 2.
Вона в основному виробляється як прекурсор інших фторборатних солей.Gregory K. Friestad, Bruce P. Branchaud "Tetrafluoroboric Acid" E-Eros Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. Це сильна кислота. Фтороборна кислота є корозійною та роз'їдає шкіру. Вона комерційно доступна у вигляді розчину у воді та інших розчинниках, таких як діетиловий ефір. Це сильна кислота зі слабко координуючою, неокислюваною сполученою основою. Вона структурно подібна до перхлоратної кислоти, але не має шкідливих факторів, пов'язаних з окислювачами.
Структура і виробництво Чиста фтороборна кислота описана як «неіснуюча сполука», оскільки очікується, що так званий "голий протон" буде відривати фтор від іона тетрафторборату з утворенням фтороводню та трифториду бору:
Те ж саме стосується суперкислот, які відомі за спрощеними формулами і . Однак розчин трифториду бору у фтороводні є висококислотним, має приблизний вид (тетрафторборат фторонію), функція кислотності Гаммета дорівнює -16,6 при 7 моль % трифториду бору, можна його легко кваліфікувати як суперкислоту. Хоча і без розчинників фтороборна кислота не відділена, її сольвати добре охарактеризовані. Ці солі складаються з протонованого розчинника як катіона, наприклад, або так і аніона, тетраедричний . Аніон і катіони міцно пов'язані водневими зв'язками.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.
Водні розчини фтороборної кислоти отримують шляхом розчинення борної кислоти у водному розчині фторидної кислоти. Три еквіваленти фтороводню реагують з утворенням проміжного трифториду бору, а четвертий дає фтороборну кислоту:
Безводні розчини можна одержати обробкою водного розчину фтороборної кислоти оцтовим ангідридом.Wudl, F.; Kaplan, M. L., "2,2′-Bi-L,3-Dithiolylidene (Tetrathiafulvalene, TTF) and its Radical Cation Salts" Inorg.
Кислотність Кислотність фтороборної кислоти ускладнюється тим фактом, що її назва відноситься до ряду різних сполук, напр. (тетрафторборат диметилоксонію), (тетрафторборат оксонію) або (аддукт фтороводню-трифтористого бору 1:1) і кожна з різною кислотністю. pKa у водному розчині вказано як –0,44. Титрування (тетрафторборат тетрабутиламонію) в розчині ацетонітрилу вказує на те, що фтороборна кислота, в даному випадку аддукт фтороводню-трифториду бору має pKa 1,6 у цьому розчиннику. Її кислотність, таким чином, порівнянна з кислотністю фторсульфонової кислоти.
Додатки Фтороборна кислота є основним прекурсором фторборатних солей, які зазвичай отримують шляхом обробки оксидів металів фтороборною кислотою. Неорганічні солі є проміжними продуктами у виробництві вогнезахисних матеріалів і фритт для глазурування, а також у електролітичному утворенні бору. Фтороборна кислота також використовується для гравіювання алюмінію та кислотного травлення.
Органічна хімія Фтороборна кислота (H[BF4]) використовується як каталізатор алкілування і полімеризації. У реакціях захисту вуглеводів ефірна фтороборна кислота є ефективним і економічно вигідним каталізатором реакцій трансацеталізації та ізопропіліденування. Розчини ацетонітрилу розщеплюють ацеталі та деякі прості ефіри. Багато реакційноздатних катіонів було отримано з використанням фтороборної кислоти, напр. тетрафторборат тропілію (), тетрафторборат трифенілкарбенію (), тетрафторборат триетилоксонію () і тетрафторборат бензолдіазонію ().
Гальваніка Розчин фтороборної кислоти використовуються в гальваніці олова та олов’яних сплавів. У цьому застосуванні метансульфонова кислота витісняє використання фтороборної кислоти. Фтороборна кислота також використовується для високошвидкісного гальванічного покриття міді у фторборатних ваннах.
Безпека Фтороборна кислота токсична та роз'їдає шкіру та очі. Вона роз'їдає скло. Вона гідролізується, вивільняючи корозійний, летючий фтороводень.
Інші фтороборні кислоти Відомий ряд фтороборних кислот у водних розчинах. Ряд можна представити так:
(тетрагідроксиборат водню) (Не є фтороборною кислотою); (фтор(тригідрокси)борат водню); (дифтор(дигідрокси)борат водню); (трифтор(гідрокси)борат водню); (тетрафторборат водню)
Дивись також
Фторсульфатна кислота Фторантимонова кислота
Список літератури
Подальше читання
Зовнішні посилання