Anidride borica
# Anidride borica

L'anidride borica (o triossido di diboro) è uno degli ossidi del boro. È un solido bianco e vetroso con la formula $B_2O_3.$ Si trova quasi sempre sotto forma vitrea (amorfa); tuttavia, può essere cristallizzato dopo un'estesa ricottura (cioè sotto riscaldamento prolungato).

Si pensa che l'ossido di boro vetroso $(γ-B_2O_3)$ sia composto da anelli di borossolo che sono anelli a sei membri composti da un'alternanza di boro a 3 coordinate e ossigeno a 2 coordinate. A causa della difficoltà di costruire modelli disordinati alla densità corretta con molti anelli di borossolo, questa visione è stata inizialmente controversa, ma tali modelli sono stati recentemente costruiti e mostrano proprietà in eccellente accordo con i dati sperimentali. È ora riconosciuto, da studi sperimentali e teorici che la frazione di atomi di boro appartenenti agli anelli di borossolo nel $B_2O_3$ vetroso è compresa tra 0,73 e 0,83, con 0,75 corrispondente a un rapporto 1:1 tra unità ad anello e unità non ad anello. Il numero di anelli di borossolo decade allo stato liquido con l'aumentare della temperatura.

La forma cristallina ${\ce {(\alpha -B2O3)}}$ (si veda la struttura nell'infobox) è composta esclusivamente da triangoli $BO_3.$ Questa rete trigonale, simile al quarzo, subisce una trasformazione simile alla coesite in ${\ce {\beta -B2O3}}$ monoclina a diversi gigapascal (9,5 GPa).

## Preparazione

L'anidride borica viene prodotta trattando il borace con acido solforico in un forno a fusione. A temperature superiori a 750 °C, lo strato di ossido di boro fuso si separa dal solfato di sodio. Viene quindi decantato, raffreddato e ottenuto con una purezza del 96–97%.

Un altro metodo è il riscaldamento dell'acido borico sopra ~ 300 °C. L'acido borico inizialmente si decompone in vapor d'acqua, $(H_2O_{(g)})$ e acido metaborico $(HBO_2)$ a circa 170 °C, e un ulteriore riscaldamento oltre i 300 °C produrrà più vapore e anidride borica. Le reazioni sono:

    ${\ce {H3BO3->HBO2\ +\ H2O}}$
    ${\ce {2HBO2->B2O3\ +\ H2O}}$

L'acido borico va al corrispondente microcristallino anidro in un letto fluido riscaldato. La velocità di riscaldamento accuratamente controllata evita la gommatura durante l'evoluzione dell'acqua. L'ossido di boro fuso attacca i silicati. I tubi grafitati internamente tramite decomposizione termica dell'acetilene vengono passivati.

Da un punto di vista cinetico la cristallizzazione dell'${\ce {\alpha -B2O3}}$ fuso a pressione ambiente è fortemente sfavorevole. Le condizioni di soglia per la cristallizzazione del solido amorfo sono 10 kbar e ~200 °C. La sua struttura cristallina proposta nei gruppi spaziali enantiomorfi P31 (gruppo nº144); P32 (gruppo nº145) (ad esempio γ-glicina) è stata rivista nei gruppi spaziali enantiomorfi $P3_121$ (gruppo $nº152);P3_221$ (gruppo nº154)(ad esempio, α-quarzo).

L'anidride borica si formerà anche quando il diborano $(B_2H_6)$ reagisce con l'ossigeno nell'aria o con tracce di umidità:

    ${\ce {2B2H6(g) \ + \ 3O2(g) -> 2B2O3(s) \ + \ 6H2(g)}}$
    ${\ce {B2H6(g) \ + \ 3H2O(g) -> B2O3(s) \ + \ 6H2(g)}}$

## Applicazioni

* Agente fondente per vetri e smalti
* Materiale di partenza per la sintesi di altri composti del boro come il carburo di boro
* Additivo utilizzato nelle fibre ottiche
* Componente utilizzato nella produzione di vetro borosilicato
* Lo strato di copertura inerte nel processo Czochralski di incapsulamento liquido per la produzione di monocristallo di arseniuro di gallio
* Come catalizzatore acido nella sintesi organica.
