TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA BO (B)

1. Lịch sử về nguyên tố bo

 -  Nguyên tố này được phân lập năm 1808 bởi Sir Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac và Louis Jacques Thénard, với độ tinh khiết khoảng 50%. Những người này không biết chất tạo thành như là một nguyên tố. Năm 1824 Jöns Jakob Berzelius đã xác nhận bo như là một nguyên tố; ông gọi nó là boron, một từ tiếng Latin có nguồn gốc là burah trong tiếng Ba Tư. Bo nguyên chất được sản xuất lần đầu tiên bởi nhà hóa học người Mỹ W. Weintraub năm 1909.

2. Tính chất vật lí

 -  Bo là chất rắn, màu đen – xám (tinh thể) hoặc nâu (vô định hình). Khó nóng chảy, rất cứng, giòn. Ở nhiệt độ phòng bo là một chất dẫn điện kém nhưng là chất dẫn điện tốt ở nhiệt độ cao.

 -  Khối lượng riêng là 2,34 g/cm³, có nhiệt độ nóng chảy là 2075⁰C và sôi ở 3700⁰C.

 3. Tính chất hóa học

 -  Bo là một nguyên tố phi kim hóa trị +3.

a. Tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ cao, B phản ứng với các phi kim như nitơ, lưu huỳnh, oxi, halogen,...

Ví dụ: 4B + 3O₂  → 2B₂O₃

             2B + 3S  → B₂S₃

b. Tác dụng với axit

Bo không tác dụng với các dung dịch axit loãng.

    2B + 6HCl  → 2BCl₃ + 3H₂

B + 3HNO₃ (đặc, nóng)  → B(OH)₃  +  3NO₂ 

c. Tác dụng với nước (hơi, ở nhiệt độ khoảng 700 – 800⁰C)

2B + 3H₂O (hơi)  →  B₂O₃ + 3H₂ 

d. Tác dụng với dung dịch kiềm

    2B (v.đ.h) + 2NaOH(đặc) + 6H₂O  →  2Na[B(OH)₄] + 3H₂ 

4B + 4NaOH + 3O₂  → 4NaBO₂  + 2H₂O

4. Trạng thái tự nhiên

 -  Bo trong tự nhiên tìm thấy ở dạng borax, axít boric, colemanit, kernit, ulexit và các borat. Axít boric đôi khi tìm thấy trong nước suối có nguồn gốc núi lửa. Ulexit là khoáng chất borat tự nhiên có thuộc tính của cáp quang học.

 -  Nguồn có giá trị kinh tế quan trọng là quặng rasorit (kernit) và tincal (quặng borax), cả hai được tìm thấy ở sa mạc Mojave (California).

5. Điều chế

 -  Bo nguyên chất có thể được điều chế bằng việc khử các hợp chất của bo với các halôgen dễ bay hơi bằng hiđrô ở nhiệt độ cao.

     2BCl₃ + 3H₂  → 2B + 6HCl

6. Ứng dụng

 -  Hợp chất có giá trị kinh tế nhất của bo là tetraborat decahydrat natri Na₂B₄O₇·10H₂O, hay borax, được sử dụng để làm lớp vỏ cách nhiệt cho cáp quang hay chất tẩy trắng perborat natri. Các ứng dụng khác là:

  + Vì ngọn lửa màu lục đặc biệt của nó, bo vô định hình được sử dụng trong pháo hoa.

  + Axít boric là hợp chất quan trọng sử dụng trong các sản phẩm may mặc.

  + Các hợp chất của bo được sử dụng nhiều trong tổng hợp các chất hữu cơ và sản xuất các thủy tinh borosilicat.

  + Các hợp chất khác được sử dụng như là chất bảo quản gỗ được ưa thích do có độc tính thấp.

  + Bo¹⁰ được sử dụng để hỗ trợ kiểm soát của các lò phản ứng hạt nhân, là lá chắn chống bức xạ và phát hiện nơtron.

  + Các sợi bo là vật liệu nhẹ có độ cứng cao, được sử dụng chủ yếu trong các kết cấu tàu vũ trụ.

  + Borohiđrit natri (NaBH₄), là chất khử hóa học thông dụng, được sử dụng (ví dụ) trong khử các alđêhit và kêton thành rượu.

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng