Тетрафтороборат натрия

Тетрафторобора́т на́трия — неорганическое соединение, соль щелочного металла натрия и борофтористоводородной кислоты с формулой Na[BF₄], бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде.

Тетрафтороборат натрия
Общие
Систематическое наименование	Тетрафтороборат натрия
Традиционные названия	Тетрафторобориат натрия
Хим. формула	Na[BF4]
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	109,79 г/моль
Плотность	2,47 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	384; 406 °C
Мол. теплоёмк.	120,2 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1845 кДж/моль
Удельная теплота плавления	13,6 Дж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	10827; 210100 г/100 мл
• в этаноле	0,4725 г/100 мл
• в метаноле	4,425 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	13755-29-8
PubChem	4343483
Рег. номер EINECS	237-340-6
SMILES	[B-](F)(F)(F)F.[Na+]
InChI	InChI=1S/BF4.Na/c2-1(3,4)5;/q-1;+1 KGJZTOFHXCFQIV-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	24462
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Пропускание трифторида бора через раствор фторида натрия:

$\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{F}\stackrel{}{\to }\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}$${\mathsf {BF_{3}+NaF\ {\xrightarrow {\ }}\ Na[BF_{4}]}}$ 

• Взаимодействие тетрафторобората водорода с щелочью:

$\mathsf{H}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {H[BF_{4}]+NaOH\ {\xrightarrow {\ }}\ Na[BF_{4}]+H_{2}O}}$ 

• Взаимодействие с разбавленными щелочами трифторида бора на холоду:

$\mathsf{16}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{14}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{12}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{B}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}\mathsf{+}\mathsf{7}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {16BF_{3}+14NaOH\ {\xrightarrow {\ }}\ 12Na[BF_{4}]+Na_{2}B_{4}O_{7}+7H_{2}O}}$ 

Физические свойстваПравить

Тетрафтороборат натрия образует бесцветные кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа C mcm, параметры ячейки a = 0,625 нм, b = 0,677 нм, c = 0,682 нм, Z = 4.

При 243 °C происходит фазовый переход в моноклинную сингонию.

Хорошо растворим в воде, умеренно в спиртах.

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании выше температуры плавления:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\stackrel{{\mathsf{450}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{F}$${\mathsf {Na[BF_{4}]\ \xrightarrow {450^{o}C} \ BF_{3}\uparrow +NaF}}$ 

• В холодной воде подвергается частичному гидролизу по аниону:

$\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\stackrel{\stackrel{{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}}{\to }}{\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{F}}^{{}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}}}{\overset{}{\leftarrow }}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{(}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{)}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{]}\stackrel{\stackrel{{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}}{\to }}{\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}^{{}^{\mathsf{+}}}}{\overset{}{\leftarrow }}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {[BF_{4}]^{-}\ {\stackrel {\xrightarrow {H_{2}O}}{\xleftarrow[{-F^{^{-}}}]{}}}[B(H_{2}O)F_{3}]\ {\stackrel {\xrightarrow {H_{2}O}}{\xleftarrow[{-H_{3}O^{^{+}}}]{}}}[B(OH)F_{3}]^{-}}}$ 

• В горячей воде полностью разлагается:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{B}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{F}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{H}\mathsf{F}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {Na[BF_{4}]+3H_{2}O\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ B(OH)_{3}\downarrow +NaF+3HF\uparrow }}$ 

• Разлагается концентрированными кислотами

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{F}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2Na[BF_{4}]+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 2BF_{3}\uparrow +Na_{2}SO_{4}+2HF\uparrow }}$ 

• С концентрированными щелочами даёт смесь продуктов:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{F}}{\overset{\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}}{\to }}\begin{array}{c}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{]}\\ \mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}\\ \mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{F}\mathsf{]}\end{array}$${\mathsf {Na[BF_{4}]\ {\xrightarrow[{-NaF}]{NaOH}}\ {\begin{matrix}{\mathsf {Na[B(OH)F_{3}]}}\\{\mathsf {Na[B(OH)_{2}F_{2}]}}\\{\mathsf {Na[B(OH)_{3}F]}}\end{matrix}}}}$ 

Нахождение в природеПравить

В природе встречается минерал ферручит, представляющий собой тетрафтороборат натрия.

ПрименениеПравить

• Компонент электролита при электрохимическом рафинировании и нанесении покрытий.
• Флюс при пайке и сварке металлов.
• Компонент формовочных составов при литье магния, алюминия и их сплавов.
• Фторирующий агент.
• Как гербицид.
• Относится к многотоннажному производству, цена ~10$/кг.

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.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.