Тетрафтороборная кислота

Тетрафторобо́рная кислота́ (тетрафторобора́т водоро́да, борфтористоводоро́дная кислота́) — неорганическое соединение, сильная кислота с формулой $\text{H}[{\text{BF}}_4^{}],$${\ce {H[BF4],}}$ существует только в растворе в виде соединения ${\text{H}}^{+}{[{\text{BF}}_4^{}]}^{-<!--\; -\; -->}$${\ce {H+[BF4]-}}$, где ${\text{H}}^{+}$${\ce {H+}}$ — сольватированный протон. Растворителем может быть любое подходящее основное соединение Льюиса. Например, в водных растворах существует в виде катиона гидроксония ${\text{H}}_3^{}{\text{O}}^{+}$${\ce {H3O+}}$ и аниона ${[{\text{BF}}_4^{}]}^{-<!--\; -\; -->}$${\ce {[BF4]-}}$: ${\text{H}}_3^{}{\text{O}}^{+}{[{\text{BF}}_4^{}]}^{-<!--\; -\; -->}$${\ce {H3O+[BF4]-}}$. Растворы представляют собой бесцветную жидкость со слабым запахом.

Тетрафтороборная кислота
Общие
Систематическое наименование	Тетрафтороборат водорода
Традиционные названия	Борфтористоводородная кислота
Хим. формула	$\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]$${\ce {H[BF4]}}$
Физические свойства
Состояние	бесцветный раствор
Молярная масса	87,81 г/моль
Термические свойства
Температура
• плавления	−90 °C
• кипения	раствор 40 % с разложением +130 °C
Классификация
Рег. номер CAS	16872-11-0
PubChem	28118
Рег. номер EINECS	240-898-3
SMILES	[H+].[F--].F[B+](F)F
InChI	InChI=1S/BF4/c2-1(3,4)5/q-1/p+1 ODGCEQLVLXJUCC-UHFFFAOYSA-O
RTECS	ED2685000
ChEBI	38902
Номер ООН	1775
ChemSpider	26156
Безопасность
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 3 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

Растворение в плавиковой кислоте оксида бора или борной кислоты:

${\text{B}}_2^{}{\text{O}}_3^{}+8\text{HF}⟶<!--\; ⟶\; -->2\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+3{\text{H}}_2^{}\text{O};$${\ce {B2O3 + 8 HF -> 2 H[BF4] + 3 H2O;}}$ 

$\text{B}{(\text{OH})}_3^{}+4\text{HF}⟶<!--\; ⟶\; -->\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+3{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {B(OH)3 + 4 HF -> H[BF4] + 3 H2O}}$ .

Взаимодействием трифторида бора с водой:

$4{\text{BF}}_3^{}+3{\text{H}}_2^{}\text{O}⟶<!--\; ⟶\; -->3\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+\text{B}{(\text{OH})}_3^{}$${\ce {4 BF3 + 3 H2O -> 3 H[BF4] + B(OH)3}}$ .

Физические свойстваПравить

Тетрафтороборат водорода существует в разбавленных растворах. При нагревании разлагается.

Химические свойстваПравить

В холодных растворах проявляет себя как сильная кислота (pK_α = −0,4):

$\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+{\text{H}}_2^{}\text{O}⟶<!--\; ⟶\; -->{[{\text{BF}}_4^{}]}^{-<!--\; -\; -->}+{\text{H}}_3^{}{\text{O}}^{+}$${\ce {H[BF4] + H2O -> [BF4]- + H3O+}}$ .

В горячих водных растворах разлагается:

$\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+{\text{H}}_2^{}\text{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\text{B}({\text{H}}_2^{}\text{O}){\text{F}}_3^{}+\text{HF};$${\ce {H[BF4] + H2O -> B(H2O)F3 + HF;}}$ 

$\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+2{\text{H}}_2^{}\text{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\text{H}[\text{B}{(\text{OH})}_2^{}{\text{F}}_2^{}]+2\text{HF};$${\ce {H[BF4] + 2 H2O -> H[B(OH)2F2] + 2 HF;}}$ 

$\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+3{\text{H}}_2^{}\text{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\text{H}[\text{B}{(\text{OH})}_3^{}\text{F}]+3\text{HF}$${\ce {H[BF4] + 3 H2O -> H[B(OH)3F] + 3 HF}}$ .

Разлагается при нагревании :

$\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]\stackrel{+130{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }{\text{BF}}_3^{}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->+\text{HF}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\ce {H[BF4] ->[+130\ ^{{\ce {o}}}{\ce {C}}] BF3 ^ + HF ^}}$ 

С оксидами и гидроксидами металлов образует соли (тетрафторобораты), например, тетраборат натрия:

$\text{H}[{\text{BF}}_4^{}]+\text{NaOH}⟶<!--\; ⟶\; -->\text{Na}[{\text{BF}}_4^{}]+{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {H[BF4] + NaOH -> Na[BF4] + H2O}}$ .

ПрименениеПравить

• Катализатор в органической химии.
• Электролит в специальных гальванических ячейках.

ЛитератураПравить

• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н. С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.