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Articulo de referencia

ácido metabórico

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El ácido metabórico es el nombre de una familia de compuestos inorgánicos con la misma fórmula empírica HBO 2 [ 2 ] que difieren en su estructura molecular . Son sólidos incoloros solubles en agua formados por la deshidratación o descomposición del ácido bórico .

El ácido metabórico es formalmente el ácido precursor de los aniones metaborato .

El ácido metabórico se presenta de forma natural como el mineral metaborito y su dimorfo monoclínico, el clinometaborito.

Estructura

Las principales formas del ácido metabórico son:

  • Modificación III, o trimérico , con la fórmula molecular H₃B₃O₆ . La molécula tiene simetría C₃h , con un anillo de seis miembros de átomos de boro y oxígeno alternados en el núcleo, con grupos OH unidos a los boros. La estructura cristalina es ortorrómbica con una estructura laminar, similar a la del propio ácido bórico. [ 3 ] Se obtiene calentando ácido ortobórico a 80-100 °C, con pérdida de agua: [ 3 ] 
3B ( OH ) 3 → ( BOH ) 3O3 + 3H2O
  • Modificación II. Un polímero con estructura similar a la modificación III, excepto que los anillos están conectados y 1/3 de los centros de boro son tetraédricos. La fórmula molecular es, por lo tanto, HO [ −B(BOH) 2 O 3 O−] n H La estructura cristalina es monoclínica . [ 4 ] Esta forma tiene un punto de fusión más alto (201 °C) y densidad (2,045 g/cm 3 ) Se obtiene calentando la forma trimérica a 130-140 °C en una ampolla sellada (para evitar la deshidratación), el ácido metabórico ortorrómbico se convierte en la forma monoclínica (II): [ 4 ]  
Conversión del ácido metabórico ortorrómbico al monoclínico.
  • Forma cúbica. [ 5 ] Es un sólido blanco, ligeramente soluble en agua, que se funde a unos 236  °C. Se obtiene calentando la modificación II o la III por encima de 140  °C. [ 5 ]

Reacciones

Cuando se calienta por encima de unos 170  °C, el ácido metabórico se deshidrata, formando ácido tetrabórico , también llamado ácido pirobórico ( H₂B₄O₇ ) : [ 6 ] [ 7 ]

4 HBO 2 → H 2 B 4 O 7 + H 2 O

Metaboratos

Los metaboratos son derivados del BO₂⁻ . Al igual que el ácido metabórico, los metaboratos existen con estructuras dispares. Ejemplos de ello son los metaboratos de sodio y potasio, sales formadas por desprotonación del ácido metabórico ortorrómbico que contiene el ion cíclico B₃O₆³⁻ y el metaborato de calcio, Ca(BO₂ ) ₂ , que contiene el ion polimérico en cadena ( BO₂⁻ ) n . [ 2 ]

Referencias

  1. ↑ GHS: Sigma-Aldrich 413453
  2. 1 2 Greenwood, NN; & Earnshaw, A. (1997). Química de los elementos (2.ª ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
  3. 1 2 H. J. Becher "Ácido metabórico" Manual de química inorgánica preparativa, 2.ª ed. Editado por G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. pág. 791.
  4. 1 2 W. H. Zachariasen "La estructura cristalina del ácido metabórico monoclínico" Acta Crystallogr. 1963, vol. 16, pp. 385-389. doi : 10.1107/S0365110X6300102X
  5. 1 2 Freyhardt, CC; Wiebcke, M.; Felsche, J. (2000). "Las fases monoclínica y cúbica del ácido metabórico (redeterminaciones precisas)" . Acta Crystallogr C. 56 ( 3): 276–278 . doi : 10.1107/S0108270199016042 . PMID 10777918 . 
  6. ↑ Gurwinder Kaur, Shagun Kainth, Rohit Kumar, Piyush Sharma y OP Pandey (2021): "Cinética de reacción durante la síntesis en estado sólido no isotérmica de trióxido de boro mediante deshidratación de ácido bórico". Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis , volumen 134, páginas 347–359. doi : 10.1007/s11144-021-02084-8
  7. ↑ Siavash Aghili, Masoud Panjepour y Mahmood Meratian (2018): «Análisis cinético de la formación de trióxido de boro a partir de la descomposición térmica del ácido bórico en condiciones no isotérmicas». Journal of Thermal Analysis and Calorimetry , volumen 131, páginas 2443-2455. doi : 10.1007/s10973-017-6740-3