حمض الفلوروبوريك

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

حمض الفلوروبوريك ، أو حمض رباعي فلوروبوريك (يُكتب قديمًا حمض فلوبوريك )، هو مركب غير عضوي صيغته الكيميائية المبسطة H⁺ [ BF₄ ] ⁻ . لم يُبلغ عن حمض رباعي فلوروبوريك خالي من المذيبات ( H [ BF₄ ] ) . يشير مصطلح "حمض الفلوروبوريك" عادةً إلى مجموعة من المركبات، بما في ذلك رباعي فلوروبورات الهيدرونيوم ( [ H₃O ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ) ، المتوفرة على شكل محاليل. كما يتوفر مذيب إيثيل الإيثر تجاريًا، حيث يمكن تمثيل حمض الفلوروبوريك بالصيغة [ H((CH₃CH₂ ) ₂O ) ₙ ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ، حيث n = 2 .

يُنتج حمض الفلوروبوريك بشكل أساسي كمادة أولية لأملاح فلوروبورات أخرى. [ 5 ] وهو حمض قوي . حمض الفلوروبوريك مادة أكالة تُهاجم الجلد. يتوفر تجاريًا على شكل محلول في الماء ومذيبات أخرى مثل ثنائي إيثيل الإيثر . وهو حمض قوي ذو قاعدة مترافقة ضعيفة التنسيق وغير مؤكسدة. [ 4 ] وهو مشابه بنيويًا لحمض البيركلوريك ، ولكنه يخلو من المخاطر المرتبطة بالمؤكسدات .

الهيكل والإنتاج

لم يُوصف H [ BF₄ ] النقي . وينطبق الأمر نفسه على الأحماض الفائقة المعروفة بالصيغ المبسطة H [ PF₆ ] و H [ SbF₆ ] . [ 6 ] [ 7 ] ومع ذلك، فإن محلول BF₃ في HF حمضي للغاية، وله توزيع تقريبي [ H₂F ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ( رباعي فلوروبورات الفلورونيوم) ودالة حموضة هاميت تساوي -16.6 عند  يحتوي على 7 مول % من BF₃ ، مما يجعله بسهولة حمضًا فائقًا. [ 8 ] على الرغم من عدم عزل H₂ [ BF₄ ] الخالي من المذيب ، إلا أن مذيباته موصوفة جيدًا. تتكون هذه الأملاح من مذيب مُبرتَن على شكل كاتيون ، مثل H₃O⁺ و H₅O⁺² ، وأنيون BF⁻⁴ رباعي السطوح . يرتبط الأنيون والكاتيونات بروابط هيدروجينية قوية. [ 9 ]

وحدة فرعية من البنية البلورية لـ [ H3O ] + [ BF4 ] − تُبرز الرابطة الهيدروجينية بين الكاتيون والأنيون

تُحضّر المحاليل المائية لـ H [ BF4 ] عن طريق إذابة حمض البوريك في حمض الهيدروفلوريك المائي . [ 10 ] [ 11 ] تتفاعل ثلاثة مكافئات من HF لإنتاج ثلاثي فلوريد البورون الوسيط، بينما ينتج عن المكافئ الرابع حمض فلوروبوريك .

B(OH) 3 + 4 HF → H 3 O + + BF − 4 + 2 H 2 O

يمكن تحضير محلول حمض الفلوروبوريك اللامائي عن طريق إضافة حمض الفلوروبوريك المائي إلى كمية زائدة من أنهيدريد الخل عند درجة حرارة 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) ، مما ينتج عنه محلول من حمض الفلوروبوريك وحمض الخل وأنهيدريد الخل المتبقي. [ 12 ]  

حموضة

يُعدّ تحديد حموضة حمض الفلوروبوريك أمرًا معقدًا نظرًا لأن اسمه يُشير إلى مجموعة من المركبات المختلفة، مثل [ H(CH₃CH₂ ) ₂O ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ( رباعي فلوروبورات ثنائي ميثيل أوكسونيوم)، و [ H₃O ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ( رباعي فلوروبورات أوكسونيوم)، و HF · BF₃ ( ناتج إضافة فلوريد الهيدروجين - ثلاثي فلوريد البورون بنسبة 1:1 ) - ولكل منها حموضة مختلفة. وقد ذُكر أن قيمة pKa في المحلول المائي هي -0.44. [ 5 ] تشير معايرة [ N ((CH2 ) 3CH3 ) 4 ] + [ BF4 ] − ( رباعي فلوروبورات رباعي بوتيل الأمونيوم) في محلول الأسيتونيتريل إلى أن H [ BF4 ] ، أي HF · BF3 ، له قيمة pKa تساوي 1.6 في هذا المذيب. وبالتالي ، فإن حموضته تُقارن بحموضة حمض الفلوروسلفونيك . [ 4 ]

التطبيقات

يُعد حمض الفلوروبوريك المادة الأولية الرئيسية لأملاح فلوروبورات ، والتي تُحضّر عادةً بمعالجة أكاسيد المعادن بحمض الفلوروبوريك. وتُستخدم هذه الأملاح غير العضوية كمواد وسيطة في تصنيع المواد المقاومة للهب وزجاج التزجيج ، وفي توليد البورون بالتحليل الكهربائي . كما يُستخدم H₂ [ BF₄ ] في حفر الألومنيوم والتخليل الحمضي.

الكيمياء العضوية

يُستخدم حمض الفلوروبوريك الإيثيري (H [ BF₄ ] ) كعامل حفاز في تفاعلات الألكلة والبلمرة . وفي تفاعلات حماية الكربوهيدرات، يُعد حمض الفلوروبوريك الإيثيري عامل حفاز فعال واقتصادي لتفاعلات نقل الأسيتال وتفاعلات الأيزوبروبيليدين. وتعمل محاليل الأسيتونيتريل على فصل الأسيتالات وبعض الإيثرات . وقد تم الحصول على العديد من الكاتيونات النشطة باستخدام حمض الفلوروبوريك، مثل رباعي فلوروبورات التروبيليوم ( C₇H₇⁺ [ BF₄ ] ⁻ ) ، ورباعي فلوروبورات ثلاثي فينيل كاربينيوم ( Ph₃C ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ) ، ورباعي فلوروبورات ثلاثي إيثيل أوكسونيوم ( Et₃O ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ) ، ورباعي فلوروبورات بنزين ديازونيوم ( PhN₂ ] ⁺ [ BF₄ ] ⁻ ) .

الطلاء الكهربائي

تُستخدم محاليل H₂ [ BF₄ ] في الطلاء الكهربائي للقصدير وسبائكه. في هذا التطبيق، يحل حمض الميثان سلفونيك محل H₂ [ BF₄ ] . [ 13 ] كما يُستخدم حمض الفلوروبوريك في الطلاء الكهربائي عالي السرعة للنحاس في أحواض فلوروبورات. [ 14 ]

أمان

حمض الفلوروبوريك سام ويهاجم الجلد والعينين. كما أنه يهاجم الزجاج. [ 5 ] يتحلل مائياً، مطلقاً فلوريد الهيدروجين المسبب للتآكل والمتطاير . [ 13 ]

أحماض فلوروبوريك أخرى

تُعرف سلسلة من أحماض الفلوروبوريك في المحاليل المائية. ويمكن عرض هذه السلسلة على النحو التالي: [ 15 ]

  • H + [ B(OH) 4 ] − (هيدروجين رباعي هيدروكسي بورات) (ليس حمض فلوروبوريك)
  • H + [ BF(OH) 3 ] − (هيدروجين فلورو(ثلاثي هيدروكسي)بورات)
  • H + [ BF 2 (OH) 2 ] − (هيدروجين ثنائي فلورو (ثنائي هيدروكسي) بورات)
  • H + [ BF 3 (OH)] − (هيدروجين ثلاثي فلورو (هيدروكسي) بورات)
  • H + [ BF 4 ] − (رباعي فلوروبورات الهيدروجين)

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC ). "تسمية الكيمياء غير العضوية" . تم الاسترجاع في 2021-04-08 .
  2. 1 2 3 شركة سيجما-ألدريتش ، حمض رباعي فلورو البوريك، 48% .
  3. 1 2 3 4 "SDS - حمض رباعي فلوروبوريك، 48%" . www.thermofisher.com . شركة ThermoFisher Scientific. 27 ديسمبر 2025. تاريخ الاسترجاع: 2 فبراير 2026 .
  4. 1 2 3 كوت، أ؛ روديما، ت.؛ سامي، J.؛ رمات، إي. ميميتس، V.؛ كاليوراند، أنا. كوبل، آيوا؛ جارلياوسكايتي، ر.يو. ياغوبولسكي، YL؛ ياغوبولسكي، إل إم؛ برنهاردت، E.؛ ويلنر، ه.؛ ليتو ، آي. (21 يناير 2011). “حموضة التوازن للأحماض الفائقة”. مجلة الكيمياء العضوية . 76 (2): 391-395 . دوى : 10.1021/jo101409p .
  5. 1 2 3 فريستاد، غريغوري ك.؛ برانشود، بروس ب. (15 أبريل 2001). "حمض رباعي فلورو البوريك". موسوعة الكواشف للتخليق العضوي . doi : 10.1002/047084289X.rt035 .
  6. ↑ جوهاس، مارك؛ هوفمان، ستيفان؛ ستويانوف، يفغيني؛ كيم، كي-تشان؛ ريد، كريستوفر أ. (11-10-2004). "أقوى حمض قابل للعزل" . Angewandte Chemie International Edition . 43 (40): 5352–5355 . doi : 10.1002/anie.200460005 . ISSN 1433-7851 . PMID 15468064 .  
  7. ↑ ريد، كريستوفر أ. (2005). "أحماض الكاربوران. أحماض جديدة "قوية ولكنها لطيفة" للكيمياء العضوية وغير العضوية" (ملف PDF) . مجلة الاتصالات الكيميائية (13): 1669-1677 . doi : 10.1039/B415425H . ISSN 1359-7345 . PMID 15791295 .  
  8. ^ أولاه، جورج أ. سوريا براكاش، حارس مرمى؛ سومر، جان؛ مولنار ، أرباد (2009-02-03). الكيمياء فائقة الحموضة (الطبعة الثانية ). هوبوكين، نيوجيرسي: وايلي. رقم ISBN  9780471596684. OCLC 191809598 . 
  9. ^ موتز، ديتريش. ستيفن مايكل (نوفمبر 1981). "البنية البلورية للسوري هيدرات والأكسونيوم سالزن. XX. يموت رباعي فلورو أوكسونيوم H3 OBF4 ،[H5 O2 ]BF4 و[H(CH3 OH)2 ]BF4 "[التركيبات البلورية للهيدرات الحمضية وأملاح الأكسونيوم. XX. رباعي فلورو الأكسونيوم H3OBF4, [H5O2] BF4, و [H (CH3OH)2] BF4].Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie(باللغة الألمانية).482(11):193–200.دوي:10.1002/zaac.19814821124.
  10. ↑ برذرتون، آر جيه؛ ويبر، سي جيه؛ غيبيرت، سي آر؛ ليتل، جيه إل. "مركبات البورون". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a04_309 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  11. ↑ فلوود، د. ت. (1933). "فلوروبنزين" . التخليق العضوي . 13 : 46. doi : 10.15227/orgsyn.013.0046المجلدات المجمعة ، المجلد 2، صفحة 295  .
  12. ↑ وودل، ف.؛ كابلان، م. ل.؛ إنجلر، إ. م.؛ باتيل، ف. ف. (يناير 1979). "2،2′-ثنائي-ل،3-ديثيوليليدين (تتراثيافولفالين، Ttf) وأملاحه الكاتيونية الجذرية". التخليق غير العضوي . 19 : 27-34 . doi : 10.1002/9780470132500.ch7 .
  13. 1 2 بالاجي، ر.؛ بوشبافانام، مالاثي (2003). "حمض الميثان سلفونيك في صناعات تشطيب المعادن المتعلقة بالطلاء الكهربائي". معاملات صندوق النقد الدولي . 81 (5): 154-158 . doi : 10.1080/00202967.2003.11871526 . S2CID 91584456 . 
  14. ^ باراوسكاس، روموالداس “رون” (1 يناير 2000). "طلاء النحاس". التشطيب المعدني . 98 (1): 234-247 . دوى : 10.1016/S0026-0576(00)80330-X . ISSN 0026-0576 . 
  15. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.