Bor(III)-fluorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Bortrifluorid
Andere Namen	Trifluorboran Bor(III)-fluorid
Summenformel	BF3
CAS-Nummer	7637-07-2
Kurzbeschreibung	farbloses, an feuchter Luft rauchendes Gas
Eigenschaften
Molare Masse	67,8062 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig[1]
Dichte	0,0031 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	−127,1 °C[1]
Siedepunkt	−100,4 °C[1]
Löslichkeit	reagiert heftig mit Wasser[1]
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2] Sehr giftig Ätzend (T+) (C) R- und S-Sätze R: 14-26-35 S: (1/2)-9-26-28-36/37/39-45
MAK	2,5 mg/m3 (Fluorid)[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Bortrifluorid ist eine chemische Verbindung, bestehend aus den Elementen Bor und Fluor. Es besitzt die Summenformel BF₃ und wird manchmal auch als Trifluorboran bezeichnet.

Gewinnung und Darstellung

Bortrifluorid kann gewonnen werden durch:

• Reaktion von Bortrioxid mit Flusssäure:
  $\mathrm{B_2O_3 + 6 \ HF \longrightarrow 2 \ BF_3 + 3 \ H_2O}$
• im großtechnischen Bereich durch Erhitzen von Dibortrioxid oder Borax mit Calciumfluorid und konzentrierter Schwefelsäure
• im Labor durch Thermolyse von Diazoniumtetrafluorboraten
• weiter aus Kalium- oder Natriumfluoroborat und Bortrioxid
  $\mathrm{KBF_4 + 2 \ B_2O_3 \longrightarrow BF_3 + KF\cdot B_4O_6}$
• oder aus Fluorsulfonsäure und Borsäure:^[3]
  $\mathrm{H_3BO_3 + 3 \ HSO_3F \longrightarrow BF_3 + 3 \ H_2SO_4}$

Eigenschaften

Bortrifluorid bildet eine trigonal-planar Molekülstruktur aus. Es ist eine sehr giftige, bei Raumtemperatur gasförmige chemische Verbindung, die eine kritische Temperatur von −12,3 °C besitzt.

Bortrifluorid ist eine sehr starke Lewis-Säure. Es bildet mit Elektronenpaardonoren Additionsverbindungen. Mit Wasser reagiert es unter Zersetzung zu Borsäure und Flusssäure.

$\mathrm{BF_3 + 3 \ H_2O \longrightarrow \ B(OH)_3 + 3 \ HF}$

Allerdings ist die Hydrolyse im Gegensatz zu anderen Borhalogeniden nicht vollständig, da sich auch das inerte, tetraedrische Tetrafluoroboration (BF₄^-) bildet.

$\mathrm{BF_3 + \ HF \longrightarrow \ HBF_4}$

Verwendung

In der chemischen Industrie kann Bortrifluorid für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen als Katalysator bzw. Ausgangsstoff zur Herstellung verschiedener Borverbindungen eingesetzt wird. Gasförmiges Bortrifluorid und Bortrifluorid-Addukte werden hauptsächlich als Katalysatoren oder Co-Katalysatoren benutzt, zum Beispiel bei der Herstellung von Polymeren, hochwertigen Schmierölen, Pharmazeutika, Aroma- und Duftstoffen und weiteren Feinchemikalien sowie zur Synthese von Borverbindungen wie zum Beispiel Alkylboranen, Aminboranen und Reagenzien für die Suzuki-Kupplung. Weiterhin wird es in der Halbleiterindustrie als Borlieferant für die Ionenimplantation (p-Dotierung), zur Oberflächenbehandlung von Stahl und Glas und in Neutronendetektoren verwendet.

Sicherheitshinweise

Bortrifluorid ist sehr giftig.

Wichtige BF₃-Addukte

Beispiel für ein Bortrifluorid-Addukt: BF₃-Ammoniak

• BF₃-Methanol
• BF₃-Phenol
• BF₃-Dibutylether
• BF₃-Diethylether
• BF₃-Dimethylether
• BF₃-THF (Tetrahydrofuran)
• BF₃-Essigsäure
• BF₃-Acetonitril
• BF₃-Dihydrat
• BF₃-Phosphorsäure

Quellen

1. ↑ ^{a b c d e f} Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)
2. ↑ Eintrag zu CAS-Nr. 7637-07-2 im European chemical Substances Information System ESIS
3. ↑ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 219-21.