Kyselina tetrafluorboritá

Kyselina tetrafluoridoboritá je anorganická sloučenina, kyselina se vzorcem [H+][BF4−], kde H+ je solvatovaný proton; rozpouštědlem může být téměř jakákoliv Lewisova zásada - například ve vodě se vyskytuje jako tetrafluoridoboritan oxonia, H3OBF4 (i když proton je obvykle solvatován několika molekulami vody a skutečná struktura odpovídá vzorci [H(H2O)n+][BF4−]). Je komerčně dostupná o jako roztok v diethyletheru se strukturou [H(Et2O)n+][BF4−], kde n je nejčastěji 2. Na rozdíl od ostatních silných kyselin, jako jsou H2SO4 a HClO4, není známa ve zcela nesolvatované formě.

Tato kyselina se nejčastěji používá na přípravu tetrafluoridoboritanových solí. Je žíravá a poškozuje kůži. +more Je dostupná jako roztok ve vodě nebo jiném rozpouštědle, jako je diethylether. Jedná se o silnou kyselinu se slabě koordinující neoxidující konjugovanou zásadou, strukturně podobnou kyselině chloristé.

Struktura a výroba

Čistou HBF4 nelze připravit, protože by u ní došlo k odštěpení fluoridové skupiny protonem za vzniku fluorovodíku a fluoridu boritého

[H+][BF4-] → HF + BF3 (Podobný rozklad se objevuje u superkyselin HPF6 a HSbF6).

Roztok BF3 v HF je silně kyselý, při struktuře odpovídající vzorci [H2F+][BF4-] má Hammetovu funkci přibližně -16,6 při 7 molárních procentech BF3, čímž splňuje definici superkyseliny.

I když nebyla nikdy získána čistá HBF4, tak byly popsány roztoky, ve kterých se nachází v solvatované formě. V těchto roztocích se nacházejí kationty tvořené protonovanými molekulami rozpouštědla, například H3O+ a H5Op=+|b=2, a anionty BFp=-|b=4. +more Anionty a kationty na sebe působí silnými vodíkovými vazbami. 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. 482, pp. 193-200.

Podjednotka krystalové struktury H3OBF4 se zvýrazněním vodíkových vazeb mezi kationtem a aniontem

Vodné roztoky HBF4 se připravují rozpouštěním kyseliny borité ve vodných roztocích kyseliny fluorovodíkové; přitom tři ekvivalenty HF reagují za vzniku fluoridu boritého, který se následně slučuje se čtvrtým ekvivalentem za vzniku tetrafluorboritanového kationtu.

: B(OH)3 + 4 HF → H3O+ + BFb=4|p=− + 2 H2O

Bezvodé roztoky se připravují z vodných roztoků a acetanhydridu.

Kyselost

Určení kyselosti kyseliny tetrafluoridoborité je komplikováno skutečností, že kyselina vytváří různé struktury - H(OEt2)+BFb=4|p=−, H3O+BFb=4|p=− a HF. BF3, přičemž kyselost každé z nich je jiná. +more Hodnota pKa ve vodném roztoku je −0. 44. Titrací roztoku NBub=4|p=+BFb=4|p=− v acetonitrilu vychází pKa 1,6; kyselina tetrafluoridoboritá je tedy podobně silná jako kyselina fluorsírová.

Použití

Kyselina tetrafluoridoboritá se používá na přípravu tetrafluoridoboritanů, obvykle reakcemi s oxidy kovů. Vzniklé soli slouží jako meziprodukty při výrobě zpomalovačů hoření a při elektrolytické výrobě boru.

Organická chemie

HBF4 slouží jako katalyzátor alkylačních a polymerizačních reakcí. Roztok kyseliny tetrafluoridoborité v diethyletheru se používá ke katalýze transacetalací a isopropylidenací při navazování chránicích skupin na sacharidy. +more Acetalové i některé etherové skupiny lze odstranit acetonitrilem.

Z kyseliny borité lze připravit řadu reaktivních kationtů, jako jsou tetrafluoridoboritan tropylia (C7Hb=7|p=+BFb=4|p=−), trifenylmethyltetrafluoridoboritan (Ph3C+BFb=4|p=−), triethyloxoniumtetrafluoridoborát (Et3O+BFb=4|p=−) a benzendiazoniumtetrafluoridoborát (PHNb=2|p=+BFb=4|p=−).

Galvanické pokovování

Roztoky HBF4 se používají při galvanickém pokovování cínu a jeho slitin, kdy lze také použít kyselinu methansulfonovou.

Odkazy

Související článek

Kyselina hexafluoridosírová * Kyselina hexafluoridoantimoničná

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Borité sloučeniny tetrafluorboritá Kategorie:Žíraviny