| Sesquioxyde de bore | ||
 | ||
 | ||
| __B3+ __O2− | ||
| Identification | ||
|---|---|---|
| Synonymes | oxyde de bore, trioxyde de dibore, sesquioxyde de bore, oxyde borique, anhydride borique | |
| No CAS | 1303-86-2 | |
| NoECHA | 100.013.751 | |
| No CE | 215-125-8 | |
| PubChem | 518682 | |
| SMILES | ||
| InChI | ||
| Apparence | cristaux incolores à blancs[1], forme cristal pur blanche. | |
| Propriétés chimiques | ||
| Formule | B2O3 [Isomères] | |
| Masse molaire[2] | 69,62 ± 0,015 g/mol B 31,06 %, O 68,94 %, | |
| Propriétés physiques | ||
| T° fusion | 450 °C[1],460 °C | |
| T° ébullition | 1 860 °C[1] | |
| Solubilité | 36 g l−1 (eau,25 °C)[1] | |
| Masse volumique | 2,46 g cm−3[1] | |
| Cristallographie | ||
| Système cristallin | Orthorhombique | |
| Propriétés optiques | ||
| Indice de réfraction | 1,64 1,61 | |
| Précautions | ||
| SGH[3] | ||
 H360FD : Peut nuire à la fertilité. Peut nuire au fœtus. P201 : Se procurer les instructions avant utilisation. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin. | ||
| NFPA 704[3] | ||
| Transport[1] | ||
non-soumis à régulation | ||
| Écotoxicologie | ||
| DL50 | 1 868 m^p g/kg (souris, intrapéritonéal)[4] | |
| Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire. | ||
modifier  | ||
Lesesquioxyde de bore, ou par adaptation de l'anglais ou de l'allemand scientifique, letrioxyde de dibore simplifié entrioxyde de bore, est uncomposé chimique de formule B2O3 et donc faisant partie desoxydes du bore. Le sesquioxyde de bore se présente sous la forme d'un cristal blanc, de maille orthorhombique. Il est très peu soluble dans l'eau à0 °C, mais plus soluble dans l'eau chaude.
Il existe une seconde formepolymorphique, qui est la plus commune : il s'agit d'une matière vitreuse, soit un solide deforme amorphe translucide, incolore à blanc vitreux. Cependant il est possible de le faire cristalliser en totalité ou en partie après un lourd processus derecuit. La forme vitreuse qui possède une température de transition vitreuse entre577 °C et450 °C est plus légère, avec unemasse volumique de1,85 g/cm3, elle n'a pas les mêmes propriétés optiques (indice de réfraction biaxe de 1,459 et 1,481) et montre unesolubilité plus faible dans l'eau : 1,1 g pour 100 g d'eau à0 °C mais 15,7 g pour 100 g d'eau à100 °C. Elle est toutefois soluble dans l'acide, l'alcool à 95° et la glycérine ou glycérol.
Cette matière vitreuse incolore se retrouve dans la composition de certains verres spéciaux.
Le sesquioxyde de bore vitreux ou γ-B2O3 est supposément composé de boroxol cyclique qui sont des cycles de six éléments alternés entre bore trivalents et oxygène divalents. Cette théorie est controversée étant donné qu'aucun modèle n'a encore été fait de trioxyde de bore vitreux contenant ce genre de cycles et qui soit de la densité correcte. Les cycles formeraient quelques triangles de BO3 mais se polymérisent essentiellement sous forme de rubans ou de couches stratifiées[5],[6].
La forme cristalline du trioxyde de bore ou α-B2O3[7] est exclusivement composée de triangles de BO3. Cette structure trigonale similaire à la configurationtrapézoédrique duquartz subit une transformation du type de lacoésite vers une configurationmonoclinique en β-B2O3 lorsque soumise à plusieursgigapascals (9,5 GPa)[8].
La cristallisation de l'α-B2O3 à température ambiante est cinétiquement très défavorable, les conditions limites pour la cristallisation du solide amorphe sont de10 kbar et200 °C[9].
L'appartenance de sa structure aux groupes d'énantiomorphes P31 (#144) ; P32 (#145)[7],[10] (comme la γ-glycine) a été révisée a posteriori, sa structure appartenant en fait aux groupes d'énantiomorphes P3121 (#152) ; P3221 (#154)[11](comme le quartz α).
Le trioxyde de bore est produit en traitant leborax avec de l'acide sulfurique dans unfour à fusion à des températures supérieures à750 °C, où il y a séparation dephase entre l'oxyde de bore fondu et lesulfate de sodium. Le composé obtenu, une foisdécanté et refroidi, est d'une pureté avoisinant les 96 à 97 %[12].
Une méthode alternative consiste à chauffer de l'acide borique à plus de300 °C. L'acide borique se décompose eneau et enacide métaborique (HBO2) à170 °C puis eneau et trioxyde de bore à300 °C selon les réactions suivantes :
L'acide borique permet la création de B2O3 anhydre sous forme microcristalline lorsqu'on utilise un séchoir enlit fluidisé à chauffage indirect[13].
Lemodule d'élasticité isostatique du β-B2O3 est de180 GPa, ce qui est assez élevé, sadureté Vickers ainsi que celle du γ-B2O3 s'élevant à16 GPa[14].
Le trioxyde de bore est un acide ; il esthygroscopique et se transforme enacide borique au contact de l'eau. Parréduction avec lemagnésium, lepotassium ou ledihydrogène il est possible d'obtenir dubore.
C'est d'ailleurs de cette façon que fut synthétisé pour la première fois le bore. En 1808, les chimistes françaisLouis Joseph Gay-Lussac etLouis Jacques Thénard réussissent à obtenir du bore impur par réduction du trioxyde de bore par le potassium[15]. Le premier échantillon de bore à haute pureté fut, lui, obtenu en 1909 par le chimiste américain Ezekiel Weintraub, par réduction du trioxyde de bore par ledihydrogène sousarc électrique[16].
B2O3 peut être considéré comme l'équivalent d'unanhydride d'acide. Il réagit à chaud avec les oxydes métalliques, par exemple :
B2O3 + CaO → Ca (BO2)2métaborate coloré
Cette réaction qui génère avec des oxydes métalliques des (méta)borates diversement colorés est l'équivalent du test à la perle de borax[17]. On comprend son rôle comme flux de brasage, par cette capacité à incorporer les métaux dans une structure métaborate ou de borates souvent très complexes.
Il présente aussi un caractère basique avec des oxydes très acides, du type P2O5 ou As2O5
B2O3 + P2O5 → 2 BPO4
Sur les autres projets Wikimedia :
| Pnictogénures | |||
|---|---|---|---|
| Halogénures | |||
| Acides | |||
| Boranes | |||
| Borates |
| ||
| Oxydes | |||
| Sulfures | |||
| Carbures | |||
| Composés organoborés | |||
| Borures | |||
| Borohydrures | |||
| Autres | |||
