Kyselina tetrafluoroboritá

Kyselina tetrafluoridoboritá
Strukturní vzorec
Obecné
Systematický název	kyselina tetrafluoroboritá
Sumární vzorec	HBF4
Vzhled	bezbarvá kapalina[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS	16872-11-0
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	240-898-3
PubChem	28118
SMILES	F[B-](F)(F)[FH+]
Vlastnosti
Molární hmotnost	87,81 g/mol
Teplota tání	−90 °C (183 K)
Teplota varu	130 °C (403 K)[1] (rozklad)
Hustota	1,8 g/cm3[1]
Index lomu	1,3284 (20% vodný roztok, 20 °C)[1]
Disociační konstanta pKa	−4,9[1]
Rozpustnost ve vodě	dobře rozpustná[1]
Rozpustnost v polárních rozpouštědlech	rozpustná v ethanolu[1]
Rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech	rozpustná v diethyletheru
Bezpečnost
GHS05 [1] Nebezpečí[1]
H-věty	H314[1]
P-věty	P260 P264 P280 P301+330+331 P303+361+353 P304+340 P305+351+338 P310 P363 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

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.^[2] Je žíravá a poškozuje kůži. Je dostupná jako roztok ve vodě nebo jiném rozpouštědle, jako je diethylether. Jedná se o silnou kyselinu se slabě koordinující neoxidující konjugovanou zásadou^[3], 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).^[4][5]

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.^[6]

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 H₅O +
2 , a anionty BF -
4 . Anionty a kationty na sebe působí silnými vodíkovými vazbami.^[7]

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 tetrafluoroboritanového kationtu.

B(OH)₃ + 4 HF → H₃O⁺ + BF −
4  + 2 H₂O

Bezvodé roztoky se připravují z vodných roztoků a acetanhydridu.^[8]

Kyselost

Určení kyselosti kyseliny tetrafluoridoborité je komplikováno skutečností, že kyselina vytváří různé struktury – H(OEt₂)⁺BF −
4 , H₃O⁺BF −
4  a HF^.BF₃, přičemž kyselost každé z nich je jiná. Hodnota pK_a ve vodném roztoku je −0.44.^[2] Titrací roztoku NBu +
4 BF −
4  v acetonitrilu vychází pK_a 1,6; kyselina tetrafluoridoboritá je tedy podobně silná jako kyselina fluorsírová.^[3]

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. Acetalové i některé etherové skupiny lze odstranit acetonitrilem.

Z kyseliny borité lze připravit řadu reaktivních kationtů, jako jsou tetrafluoridoboritan tropylia (C₇H +
7 BF −
4 ), trifenylmethyltetrafluoridoboritan (Ph₃C⁺BF −
4 ), triethyloxoniumtetrafluoridoborát (Et₃O⁺BF −
4 ) a benzendiazoniumtetrafluoridoborát (PHN +
2 BF −
4 ).

Galvanické pokovování

Roztoky HBF₄ se používají při galvanickém pokovování cínu a jeho slitin, kdy lze také použít kyselinu methansulfonovou.^[9]

Odkazy

Související článek

• Kyselina hexafluoridosírová
• Kyselina hexafluoridoantimoničná

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Fluoroboric acid na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Kyselina tetrafluorboritá na Wikimedia Commons