Boorfosfaat

Boorfosfaat
Algemeen
Chemische formule	BPO4
IUPAC-naam	boorfosfaat
Andere namen	boororthofosfaat
Molaire massa	105,78 g/mol
CAS-nummer	13308-51-5
EG-nummer	236-337-7
Wikidata	Q2130328
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Waarschuwing
H-zinnen	H315 - H319 - H335
EUH-zinnen	geen
P-zinnen	P261 - P305+P351+P338
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vast
Kleur	wit
Dichtheid	2,52 g/cm³
Sublimatiepunt	1450 °C
Onoplosbaar in	water
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal	Scheikunde

Boorfosfaat is het boorzout van fosforzuur met als structuurformule BPO₄. Het is een witte, kristallijne vaste stof die bij 1450 °C sublimeert zonder te ontleden. Naast de watervrije vorm vormt het ook hydraten met 3, 4 of 6 moleculen kristalwater.

Boorfosfaat heeft een hoge mate van chemische stabiliteit: het wordt niet aangetast door zuren. Het is vrijwel onoplosbaar in water en in de meeste organische oplosmiddelen. Het lost langzaam op in hete basische oplossingen of in gesmolten basen.

Synthese

Er bestaan verscheidene methoden om boorfosfaat te bereiden:

de reactie van boortrichloride met rode fosfor en lucht op hoge temperatuur
de reactie van fosforzuur (H₃PO₄) of ammoniumfosfaat met boorzuur (H₃BO₃), gevolgd door een calcinatiestap bij 400 tot 600 °C
de reactie van fosforpentoxide (P₂O₅) en gesmolten boorzuuranhydride (boortrioxide) (B₂O₃) bij hoge temperatuur (600 à 1000 °C)
de reactie van boorzuuranhydride met fosforylhloride (POCl₃) of fosforpentoxide

Toepassingen

Boorfosfaat is geschikt als katalysator voor diverse chemische reacties, waaronder:

de synthese van nitrilen uit organische zuren en ammoniak, zoals adiponitril uit adipinezuur en ammoniak
de synthese van propionzuur uit ethyleen, koolstofmonoxide en stoom
de methylering van benzeen met dimethylether tot tolueen
de methylering van catechol tot guaiacol
de dehydratie van alcoholen zoals 2-butanol tot 2-buteen
de isomerisatie van 1-buteen tot cis- en trans-2-buteen en isobuteen
de dehydratie van een aldehyde tot het corresponderende dieen, in het bijzonder van 2-methylbutanal tot isopreen

Vanwege de hoge thermische en chemische stabiliteit kan het ook gebruikt worden als bindmiddel in aardewerk en keramische materialen, in zuurbestendige coatings, als pigment in temperatuurbestendige verven of als vlamvertragend additief in polymeren.

Boorfosfaat wordt ook gebruikt als bron van fosfor voor fluorescerende materialen.

Externe link

(en) Boorfosfaat op chemicalland21.com

Bronnen, noten en/of referenties

1 2 U.S. Patent 2646344, "Manufacture of boron phosphate" van 21 juli 1953 aan American Potash & Chemical Corporation. Gearchiveerd op 7 juni 2023.
1 2 U.S. Patent 2200734, "Manufacture of nitriles" van 14 mei 1940 aan E.I. du Pont de Nemours & Company. Gearchiveerd op 7 juni 2023.
↑ US Patent 1924764, "Process of preparing aliphatic carboxylic acids from olefinic hydrocarbons, carbon monoxide and steam" van 29 augustus 1933 aan E.I. du Pont de Nemours & Company. Gearchiveerd op 7 juni 2023.
↑ P.H. Given, D.Ll. Hammick, "Some Catalysed Gas-phase Reactions of Aromatic Hydrocarbons. Part I. The Interaction of Benzene with Methyl Ether." J. Chem. Soc., 1947, 928-935.DOI:10.1039/JR9470000928
↑ US Patent 3895076, "Process for the preparation of monomethylethers of dihydroxybenzene" van 15 juli 1975 aan Haarmann & Reimer GmbH (Duitsland)
↑ S.S. Jewur en J.B. Moffat, "The role of surface acidity of boron phosphate in the activity and selectivity of the dehydration of alcohols." Journal of Catalysis, Vol. 57 (1979), 167-176. DOI:10.1016/0021-9517(79)90054-X
↑ S. Gao en J.B. Moffat. "The Isomerization of 1-Butene on Stoichiometric and Nonstoichiometric Boron Phosphate: The Dependence of the Acidity on Stoichiometry." Journal of Catalysis, Vol. 180 (1998), 142-148. DOI:10.1106/jcat.1998.2267
↑ U.S. Patent 4587372, "Boron phosphate catalyst for the production of dienes from aldehydes" van 6 mei 1986 aan The Goodyear Tire & Rubber Company. Gearchiveerd op 7 juni 2023.
↑ Voorbeeld: U.S. Patent 3582372, "Binder for refractory products" van 1 juni 1971 aan Dresser Industries. Gearchiveerd op 20 april 2021.
↑ U.S. Patent 6242520, "Flame retardant polymer compositions with coated boron phosphate" van 5 juni 2001 aan General Electric Company
↑ U.S. Patent 5132042, "Method of making lanthanum cerium terbium phosphate phosphor with improved brightness" van 21 juli 1992 aan GTE Products Corporation

[pot-1] 1 2 U.S. Patent 2646344, "Manufacture of boron phosphate" van 21 juli 1953 aan American Potash & Chemical Corporation. Gearchiveerd op 7 juni 2023.

[pat-2] 1 2 U.S. Patent 2200734, "Manufacture of nitriles" van 14 mei 1940 aan E.I. du Pont de Nemours & Company. Gearchiveerd op 7 juni 2023.

[3] US Patent 1924764, "Process of preparing aliphatic carboxylic acids from olefinic hydrocarbons, carbon monoxide and steam" van 29 augustus 1933 aan E.I. du Pont de Nemours & Company. Gearchiveerd op 7 juni 2023.

[4] P.H. Given, D.Ll. Hammick, "Some Catalysed Gas-phase Reactions of Aromatic Hydrocarbons. Part I. The Interaction of Benzene with Methyl Ether." J. Chem. Soc., 1947, 928-935.DOI:10.1039/JR9470000928

[5] US Patent 3895076, "Process for the preparation of monomethylethers of dihydroxybenzene" van 15 juli 1975 aan Haarmann & Reimer GmbH (Duitsland)

[6] S.S. Jewur en J.B. Moffat, "The role of surface acidity of boron phosphate in the activity and selectivity of the dehydration of alcohols." Journal of Catalysis, Vol. 57 (1979), 167-176. DOI:10.1016/0021-9517(79)90054-X

[7] S. Gao en J.B. Moffat. "The Isomerization of 1-Butene on Stoichiometric and Nonstoichiometric Boron Phosphate: The Dependence of the Acidity on Stoichiometry." Journal of Catalysis, Vol. 180 (1998), 142-148. DOI:10.1106/jcat.1998.2267

[8] U.S. Patent 4587372, "Boron phosphate catalyst for the production of dienes from aldehydes" van 6 mei 1986 aan The Goodyear Tire & Rubber Company. Gearchiveerd op 7 juni 2023.

[9] Voorbeeld: U.S. Patent 3582372, "Binder for refractory products" van 1 juni 1971 aan Dresser Industries. Gearchiveerd op 20 april 2021.

[10] U.S. Patent 6242520, "Flame retardant polymer compositions with coated boron phosphate" van 5 juni 2001 aan General Electric Company

[11] U.S. Patent 5132042, "Method of making lanthanum cerium terbium phosphate phosphor with improved brightness" van 21 juli 1992 aan GTE Products Corporation