బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ అనునది ఒక అకర్బన రసాయన సంయోగ పదార్ధం.బోరాన్, ఫ్లోరిన్ పరమాణువుల సంయోగం వలన ఏర్పడిన వాయు సమ్మెళన పదార్ధం.ఇది రంగులేని విష పూరిత వాయువు.దీని రసాయన ఫార్ములా BF₃.తడివున్న గాలిలోఈ సంయోగ పదార్ధం తెల్లని పొగలను వెలువరించును.ఇది ప్రయోజనకరమైన లేవిస్ ఆమ్లం(Lewis acid).ఇతర బోరాన్ సంయోగ పదార్థాల ఉత్పత్తిలో బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్‌కు కీలకమైన పాత్ర కలదు.

ఆవిష్కారం

కి.శ.1808 లో జోసెప్ లోవిస్ లుస్సాక్, లోవిస్ జాక్సిష్ థెనార్డ్(Joseph Louis Gay-Lussac, Louis Jacques Thénard,)కనుగొన్నారు.హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఉత్పత్తి చేయుటకై వారు కాల్సియం ఫ్లోరైడ్ ను అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్దగాజు స్థితికి కరిగించినపుడు(vitrified)బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఏర్పడినది.

అణు నిర్మాణం

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ అణువు త్రికోణాకారపు సమతులనిర్మాణం కల్గివున్నది

సంశ్లేషణ

హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం(HF) తో బోరాన్ ఆక్సైడ్ రసాయనచర్య వలన బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఏర్పడును.

$B_2{O}_3+6HF$ మూస:Arrow 2 $2B{F}_3+3H_{2}O$

సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం, ఫ్లోరైట్((CaF₂)రసాయన చర్య వలన కుడా హైడ్రోజన్ ఫ్లోరైడ్ ఉత్పత్తి అగును. సంవత్సరానికి అందాజుగా 2300-4500టన్నుల బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఉత్పత్తి చేయబడు చున్నది. ప్రయోగ శాలల్లో,పరిశోధన శాలల్లో డైజోనియం(diazonium)లవణాలను ఉష్ణవియోగం చెందించడం ద్వారా బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ఉత్పత్తి చేస్తారు.

$Ph{N}_{2}B{F}_4$ మూస:Arrow 2 $PhF+B{F}_3+N_2$

ప్రత్నామ్యాయంగా సోడియం టెట్రాఫ్లోరోబోరేట్,బోరాన్ ట్రైఆక్సైడ్, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాల నుండి సంశ్లేషణ చేస్తారు.

6 NaBF₄ + B₂O₃ + 6 H₂SO₄ → 8 BF₃ + 6 NaHSO₄ + 3 H₂O

భౌతిక ధర్మాలు

నిర్జల/అనార్ద్ర బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ బాష్పీభవన స్థానం/ఉష్ణోగ్రత −100.3 C., క్లిష్టఉష్ణోగ్రత −12.3 C.దీనిని అందువలన ఈ రెండు ఉష్ణోగ్రతల మధ్య శీతలికరణ ద్రవస్థితిలో నిల్వ ఉంచవలయును.అలాగే దీనిని ఎక్కడికైనా రవాణా చేయునపుడు,వాహనాన్ని దీని యొక్క అంతర్గతవత్తిడిని నిలువరించు విధంగా రూపకల్పన చేయవలెను.ఎందుకనగా ఈ రసాయనాన్ని వుంచిన శీతలీకరణపరికరం విపలమైన,ఈ రసాయన పదార్ధం వత్తిడి క్లిష్టవత్తిడి 49.85బార్(4.985 MPa)కు చేరును.బోరాన్ ఫ్లోరైడ్ పదార్థాలను క్షయించు గుణం(పదార్థాలను కరిగించి,తిను గుణం)కల్గి ఉన్నది.

తేమసమక్షంలో ఇది ఉక్కు,తుప్పుపట్టని ఉక్కు/స్టెయిన్‌లెస్‌స్టీల్ లోహాలను తినివేయును.ఇది పాలి అమైడులతో,పాలి టెట్రాఫ్లోరోఇథైలిన్, polyvinylidene fluorideలతో రసాయన చర్య జరుపును

అణుభారం

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ రసాయన పదార్థం అణుభారం :67.81 గ్రాములు/మోల్

ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ యొక్క ద్రవీభవన స్థానం:-196.1°F(-127°C)

బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ యొక్క మరుగు/బాష్పీభవన స్థానం:-148°F(−100.3°C)

సాంద్రత

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ యొక్క వాయు స్థితి సాంద్రత:3.07666 గ్రాములు/లీటరు (ప్రామాణీక వత్తిడి,ఉష్ణోగ్రతలవద్ద).ద్రవస్థితిలో సాంద్రత1.57 గ్రాములు/సెం.మీ³(100.4°C)

రసాయన చర్యలు

అల్యూమినియం,గాలియం ట్రై హైలైడుల కాకుండా బోరాన్ ట్రైహాలైడులు అన్ని మోనోమెరిక్(monomer)పదార్థాలు.ఇవి వేగంగా హలైడు మార్పిడి చర్యను జరుపును.

BF₃ + BCl₃ → BF₂Cl + BCl₂F

ఈ పరస్పర హాలైడ్ మార్పిడి చర్య కారణంగా ఈమిశ్రమ హలైడులను శుద్ధరూపంలో పొందలేము. బోరాన్ ట్రై ఫ్లోరైడ్ విభిన్నమైన లేవిస్ ఆమ్లం. లేవిస్ క్షరాలతో చర్యల వలన సంక్లిష్ట సంయోగ పదార్థాలైన adducts ను ఏర్పరచును.

CsF + BF₃ → CsBF₄

O(C₂H₅)2 + BF₃ → BF₃O(C2H5)2

జలవిశ్లేషణ

బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ నీటితో జరిపే జలవిశ్లేషణ చర్య(Hydrolysis)వలన బోరిక్ ఆమ్లం, ఫ్లోరోబోరిక్ ఆమ్లం ఏర్పడును.ఈ చర్యలో మొదట అక్వో అడక్ట్(aquo adduct) అయిన H₂O-BF₃ ఏర్పడును.ఇది HF ను కోల్పోయి బోరాన్ ట్రై ఫ్లోరైడ్ తో ఫ్లోరోబోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరచును.

4 BF₃ + 3 H₂O → 3 HBF₄ + "B(OH)₃"

Adduct అనగా రెండు సంయోగ పదార్థాల మధ్య అదనపు సంకలన చర్య వలన ఏర్పడిన రసాయన పదార్ధం

వినియోగం

సేంద్రియ రసాయన శాస్త్రంలో బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ వినియోగం

సేంద్రియ సంశ్లేషణలో బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ ను రసాయన కారకం,ముఖ్యంగా లీవిస్ ఆమ్లం(Lewis acid)గా ఉపయోగిస్తారు. లీవిస్ ఆమ్లం అనగా రసాయనపదార్థం నుండి(దాత)రింగు/జంట/జత ఎలక్ట్రానులను స్వికరించునది.

ఇవికూడా చూదండి

• బోరాన్ సబాక్సైడ్
• బోరాన్ ట్రైక్లోరైడ్
• బొరాన్ ట్రైఆక్సైడ్