三氟化硼《气体应用大全》

三氟化硼 BF₃

1.别名·英文名

氟化硼；Boron trifluoride、Boron fluoride．

2.用途

有机合成催化剂、火箭的高能燃料、核技术、半导体制造用掺杂气、离子注入气、光导纤维制造、烟熏剂。

3.制法

(1)在硼酐与氟石的混合物中加入浓硫酸：

B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄→2BF₃+3CaSO₄+3H₂O

(2)氟化氢与硼砂反应。

(3)硼与氟直接化合。

(4)氧化硼与碳的混合物在氟气流中加热。

4.理化特性

分子量： 67.805

熔点(101.325kPa)： -127.1℃

沸点(101.325kPa)： -99.8℃

液体密度(-100.3℃，101.325kPa)：1589 kg/m³

气体密度(20℃，101.325kPa)： 2.867kg/m³

相对密度(空气=1.20℃，101.325kPa)：2.380

比容(21.1℃，101.325kPa)：0.3496m³/kg

气液容积比(15℃，100kPa)： 560L/L

临界温度： -12.2℃

临界压力： 4985kPa

临界密度： 594kg/m³

压缩系数：

温度 ℃	压 力
	100kPa	1 000kPa	1 0000kPa
15	0.995	0.949	0.417
50	0.998	0.969	0.678

熔化热(-128.7℃，7kPa)： 62.38kJ/kg

气化热(-100.3℃，101.325kPa)： 278.84kJ/kg

比热容(气体，25℃，101.325kPa)：Cp=749.44J/(kg·k)

Cv=623.83J/(kg·k)

(液体，-123.2℃)： C=1519.81J/(kg·k)

比热比(气体，25℃，101.325kPa)：Cp/Cv=1.201

蒸气压(145.85K)：8.89kPa

(218.75K)： 1096 kPa

(260.90 K)：4975 kPa

粘度(101.325kPa，0℃)：0.0156 mPa·S

表面张力(-100℃)： 17.2 mN/m

导热系数(101.325kPa，0℃)：0.01729 w/(m·K)

折射率(0℃，5462.2?)： 1.0004134

毒性级别： 3

易燃性级别： 0

易爆性级别： 1

三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体。不燃烧。在潮湿空气中产生浓密的白烟，因此大量泄漏时生成大量烟雾，产生浓厚的烟幕效果。溶于冷水，在热水中水解，而且激烈地分解生成硼酸和氟化氢，并进一步生成氟硼酸和硼氟氧酸。

BF₃+3H₂O→H₃BO₃+3HF

BF₃+HF → H(BF₄)

H(BF₄)+H₂O←→H(BOF₂)+2HF

在乙醇中也分解。易与乙醚形成稳定的络合物。溶于硫酸、乙烷、丙烷、戊烷、石脑油、二硫化碳、四氯化碳、氯仿、苯、二氯苯、硝基苯。可与除镁以外的碱金属、碱土金属激烈反应，生成硼和金属氟化物，并发出高热，能引起着火。与其它氯化物反应，取代氯离子。

A1C1₃+BF₃→AlF₃+BCl₃

在500℃下也不与三氯化硼反应。也能与一些有机化合物反应。冷时能腐蚀玻璃。在水中的溶解度为1.057cm³/cm³(0℃，101.325kPa)。

5.毒性

小鼠--吸入LC₅₀：3460mg/m³·2小时

最高容许浓度：1mg/m³

三氟化硼吸入体内后，除了它本身的毒性外，其水解产物氢氟酸也产生毒性作用。其毒性作用主要表现在对眼、皮肤、呼吸道粘膜的强烈刺激作用，并引起化学灼伤。长期吸入能导致肺水肿。此外，对心脏、肾、胃及骨也有损伤。

急性中毒以干咳、气急、胸闷、胸部紧迫感为主。部分患者出现恶心、食欲减退、流涎。吸入量多时，有震颤及抽搐，亦可引起肺炎。慢性影响以头痛、头晕、乏力等神经衰弱症候群为主，亦可出现粘膜刺激症状。

6.安全防护

工作场所要通风，保持环境空气新鲜干燥，严防潮湿。用气没备要严格密封，可由三氟化硼本身的刺激性和白烟来检漏。

三氟化硼是腐蚀性气体，特别在有水分时其腐蚀性更大。所以，所有用气设备和装置在使用前必须经过加热烘烤抽真空的方法彻底清除系统中的水分。

对干燥的BF₃可以使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、镍、蒙乃尔、铝、金和铂。对潮湿的BF3气体可以使用金、铂和蒙乃尔。可以使用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合体、石腊、硬橡胶和硼硅玻璃。不能用银、尼龙、橡胶、聚苯乙烯、聚酰胺和酚醛树脂。

三氟化硼本身不燃烧。发生火情时可用砂土、泡沫或二氧化碳灭火剂。

当三氟化硼泄漏时，可把浸了碱液的破布放在泄漏处再盖上草席、聚乙烯苫布等，然后在其上面撒硝石灰或碱灰中和之。

当气体大量喷出时，从远处喷雾状水吸收之。或者把气体导 人与废气处理装置相连的通风橱内。

废气可用水或碱溶液吸收，或用专门的吸附剂吸附(参见附录)。