Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
đặt Vấn Đề.
** * **
Phúc Trạch là một vùng đất nổi tiếng về Bởi. Bởi Phúc Trạch quả
to, mọng, nhiều nớc và ngọt lịm với hơng vị đậm đà. Ai đã từng ăn Bởi
Phúc Trạch một lần thì nhớ mãi. Bởi Phúc Trạch là món quà mà thiên
nhiên ban tặng cho vùng dân c ở đây. Vì thế mà khi nào đi xa, thăm bà
con bạn hữu thì họ đều chọn món quà quê hơng đem tặng. Du khách gần
xa khi qua đây không khỏi dừng chân ghé lại thởng thức hơng vị thơm
ngon của Bởi Phúc Trạch. Đúng là ai qua sẽ nhớ, ai cha qua xin dừng
chân ghé lại. Có thể nói Bởi Phúc Trạch góp phần kinh tế, tính đa dạng
của hoa quả Việt Nam.
Để tìm hiểu các nguyên nhân sâu xa ấy thì ngời ta đa ra nhiều giả
thuyết:
* Có thể là do mảnh đất này có một quá trình biến đổi về mặt địa
lý, nh do hiện tợng phun trào nham thạch, mắc ma trong những năm trớc
đây mà đã làm cho vùng đất này trở nên tơi tốt.
* Có thể là do giống bởi ở đây nó mang một gel đặc biệt mà làm cho
quả to, ngọt, mọng và thơm.
* Có thể là do khí hậu ở đây mát mẻ.
Để chứng minh cho các giả thuyết trên ngời ta đã đa ra các dẫn chứng:
- Nếu đem giống bởi Phúc Trạch trồng ở nơi khác thì quả không
ngon bằng.
- Nếu đem bởi vùng khác đến trồng ở đây thì ngon hơn, thơm hơn
nhng vẫn không bằng bởi Phúc Trạch chính gốc.
Từ đó ta có thể kết luận rằng: Tất cả các yếu tố đất đai, giống bởi
và thời tiết đều góp phần tạo nên cái đặc sản ấy. Đó là sự thơm ngon của
bởi Phúc Trạch.
Là các nhà hoá học chúng ta cần tìm hiểu đất đai ở vùng này nh thế
nào?
Chúng ta biết rằng: cây cối rất cần các nguyên tố hoá học, đặc biệt


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện

Phần i
Giới thiệu chung về đất
1-Khái niệm về thạch quyển, môi trờng đất.
Thạch quyển hay địa quyển là lớp vỏ cứngcủa trái đất bao gồm
lớp vỏ trái đất, phần trên của quyển manti có độ dày từ 60-70km, trên
phần lục địa từ 5-8km dới đáy đại dơng. Đất là hợp phần chính của thạch
quyển. Đất là vật thể thiên nhiên cấu tạo độc lập lâu đời do kết quả của
quá trình hoạt động tổng hợp của 5 yếu tố hình thành gồm: Đá, thực vật,
động vật, khí hậu, địa hình và thời gian. Sau này ngời ta bổ sung thêm
yếu tố đặc biệt con ngời nữa. Nhiều nhà khoa học đã xem đất nh là một
tham số theo thời gian của nhiều biến số mà mỗi biến số là một yếu tố
hình thành đất và biểu thị dới dạng công thức toán học:
D = f(Da,K,Dh,Nc, Ng)t
Trong đó:
D : Đất ;
Dh: Địa hình.
Da: Đá ;
Nc: Nớc của đất và nớc ngầm.
Sv: Sinh vật;
Ng: Hoạt động của con ngời.
K: Khí hậu;
t: thời gian.
Sự hình thành đất là một quá trình phức tạp biến đổi bởi các yếu tố
nêu trên. Đá là nền tảng của đất. Do đá bị phá huỷ vỡ vụn tạo thành phần
khoáng của đất chiếm tới 95% trọng lợng khô. Nếu đá chứa nhiều cát kali
thì đất giàu cát, giàu kali. Cha có sinh vật thì đá cha tạo thành đất. Nhờ
có vòng tuần hoàn sinh học đá vụn mới tạo thành đất. Sinh vật chết để lại

lợng khô. Nguyên tố oxi, silic chiếm 82% khối lợng đất. Ngoài ra còn
một số nguyên tố khác nh Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti. Các nguyên tố H, C,
S, P, N, rất cần cho cây trồng thì trong đá chỉ chiếm 0,5%, còn trong đất
thì chiếm tỷ lệ cao hơn. Cacbon trong đất cao hơn trong đá 20 lần, Nitơ
trong đất cao hơn trong đá 10 lần. Chính vì vậy nên đất mới nuôi sống
cây. Các chất khó hoà tan trong đất nh SiO2, Al2O3 tạo nên bộ xơng phần chủ yếu của đất.
- Các chất hữu cơ chiếm vài phần trăm trọng lợng khô nhng lại là bộ
phận quan trọng nhất của đất. Nguồn gốc hữu cơ do xác chết của vi sinh
vật tạo nên. Trong các loại này cây xanh có sinh khối lớn nhất, chúng lấy
thức ăn từ nớc và đất. Nhờ CO2 trong không khí và năng lợng mặt trời
chúng tạo ra chất hữu cơ. Ngay khi đang sống chúng trả lại cho đất cành,
lá, rễ, quả...
Các chất hữu cơ trong đất sẽ chuyển hoá nhờ tác dụng của không
khí, nớc, nhiệt độ và vi sinh vật theo hai quá trình:
+ Khoáng hoá là quá trình phá huỷ các chất hữu cơ biến thành các
chất vô cơ đơn giản nh các loại muối khoáng, H2O , CO2, H2S , NH3 ...
4


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
+ Mùn hoá là các quá trình chuyển hoá các chất vô cơ, hữu cơ nhờ
tác dụng của vi khuẩn hình thành hợp chất cao phân tử màu đen gọi là
mùn. Mùn chứa nhiều chất dinh dỡng, đặc biệt là Nitơ rất cần thiết cho
cây trồng. Mùn làm cho đất xốp, giữ ấm, giữ phân có lợi cho cây trồng.
+ Về tính chất : Đất có tính chất hấp phụ cao nhờ các hạt có đờng
kính < 0,0001mm, có diện tích bề mặt lớn và mang một lớp Ion điện tích
quanh hạt gọi là tao đất. Quan hệ giữa tính hấp phụ của đất và nồng độ
của ion ngoài dung dịch đất là mối quan hệ trao đổi.
Ví dụ : [keo đất]Ca2+ + 2NH4Cl = [Keo đất]NH4 + CaCl2 .
- Khả năng hấp thụ của đất là khả năng giữ nớc, giữ chất dinh dỡng

Bo (B) có tên Latinh là BOROM, ký hiệu hoá học là B, cấu hình
electron hoá trị là: 1s22s22p1 (Z=5) khối lợng nguyên tử bằng 10,82. Là
nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm III.A.
Bo tồn tại dới một số dạng thù hình khác nhau. Bo vô định hình là
một chất ở dạng bột màu nâu sẫm có tỷ khối là 2,45g/cm 3. Bo tinh khiết
không có màu nhng thờng có màu đen xám vì có lẫn tạp chất là borua của
các kim loại. Nó có ánh kim, bề ngoài giống kim loại, có tỷ khối là
2,33g/cm3, độ cứng gần bằng kim cơng. Bo vô định hình cũng nh Bo tinh
thể đều là chất bán dẫn, độ dẫn dẫn điện của chúng tăng theo nhiệt độ. Bo
rất khó nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy là 2072 0C và nhiệt độ sôi là
37000C.
Ba dạng tinh thể của B đã đợc nghiên cứu kỹ về kiến trúc đó là dạng
mặt thoi , dạng mặt thoi và dạng tứ phơng. Dạng mặt thoi có kiến
trúc sít sao nhất, nó bao gồm những hình hai chục mặt B 12 gói gém với
nhau giống nh cách gói gém sít sao kiểu lục phơng của các hạt cầu. Dạng
tinh thể tứ phơng là dạng bền nhất cấu tạo nên bởi những lớp gồm các
hình hai chục mặt nối với nhau qua những lớp trung gian chứa những
nguyên tử B riêng lẻ. Dạng mặt thoi bao gồm những hình hai chục mặt
gói gém sít sao với nhau bằng các liên kết B-B giữa chúng nhng phức tạp
hơn so với dạng mặt thoi .
Năng lợng ion hoá thứ nhất của B tơng đối lớn, các năng lợng ion
hoá thứ hai và thứ ba càng lớn hơn nhiều nữa. Vậy năng lợng tổng cộng
cần thiết để tạo nên ion B3+ lớn hơn rất nhiều so với năng lợng mạng lới
của những hợp chất ion hoặc năng lợng hyđrat hoá của những ion đó
trong dung dịch. Do đó B không dễ mất 3e để tạo nên cation B3+ mà chỉ
tạo các liên kết cộng hoá trị.
Tính chất của B phụ thuộc nhiều vào mức độ tinh khiết và dạng tinh
thể.
Trong tự nhiên B thuộc nguyên tố tơng đối phổ biến. Nó có trữ lợng
trong quả đất vào khoảng 5.10 -4% tổng số nguyên tử tồn tại dới hai dạng


(700 0C

8000C).
B không tan trong dung dịch HCl và HF. ở dạng bột nó tan chậm
trong các dung dịch đậm đặc HNO 3 , H2SO4 , H2O2 và trong một số chất
oxi hoá mạnh khác tạo thành axit boric H3BO3 .
Ví dụ: B + 3HNO3 = H3BO3 + NO2
ở dạng bột mịn, B có thể tan trong dung dịch kiềm đặc và nóng
hoặc trong kiềm nóng chảy.
2B + 2NaOH + 2H2O = 2NaBO2 + 3H2
Khi đun nóng trong khí quyển NH3 hay NO thì B cũng tạo thành BN.
2B + 2NH3 = 2BN + 3H2
7


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
5B + NO

= 3BN + B2O3.

Một số phản ứng khác của B:
2Bvđh + 2NaOHđ + 6H2O = 2Na[B(OH)4] + 3H2
4B+ 4NaOH + 3O2 = 4NaBO2 + 2H2O (3500C 4000C).
2B

+ 3E2

= 2BE3


nhiệt độ cao.
B2O3 + 3Mg = 2B + 3MgO
Rồi sau đó rửa nhanh sản phẩm bằng kiềm, axit clohiđric đặc.
Hoặc có thể điều chế bằng cách dùng Na khử Kalitetrafloborat ở
nhiệt độ cao.
KBF4 + 3Na = B + KF + 3NaF.
Điều chế B ở dạng mặt thoi .
Nhiệt phân BI3 ở trên bề mặt tantan nitrua hay vônfram nitrua ở
8000C- 10000C hoặc nhiệt phân boran. Dạng mặt thoi điều chế khi cho
kết tinh B nóng chảy. Dạng tứ phơng đợc điều chế khi dùng hyđro khử
BBr3 ở 13000C rồi cho kết tinh B trên những sợi dây làm bằng kim loại
tantan hay vônfram.
Trong công nghiệp ngời ta lấy B từ các khoáng vật chứa poliborat.
Ví dụ nh chế hoá colemamit bằng kiềm hay chế hoá borasit bằng axit.
2CaB6O11+4Na2CO3+H2O=3Na2B4O7+4CaCO3+ 2NaOH
8


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
Mg3B8O15+ 6HCl + 9H2O = 8H3BO3 + 3MgCl2
Rồi dùng (Na,Mg) khử Na2B4O7 hay H3BO3 ở nhiệt độ cao.
Na2B4O7 + 12Na = 4B + 7Na2O.
Bo có nhiều ứng dụng trong đời sống. Trong thực tế B nguyên tố thờng đợc sử dụng ở dạng hợp kim. Ngời ta dùng B cho vào thép thay dần
Mo, Ni, Cr chỉ cần thêm 0,001- 0,003% B vào thép thì độ cứng của thép
đã tăng lên rất nhiều. Để nâng cao độ bền hoá học của thép ngời ta thờng
B hoá bề mặt của những đồ thép với độ dày 0,1-0,5nm. Một số hợp kim
của B đợc dùng làm thanh điều chỉnh trong lò phản ứng hạt nhân.
Trong nông nghiệp B là nguyên tố vi lợng rất cần thiết cho cây
trồng. Hiệu lực của B tơng đối rõ rệt.Theo thống kê: ở Đức cứ bón 3kg
axitboric tơng đơng khoảng 0.5kg B/1ha đã làm tăng năng suất 34,6%. ở

2. Hoá học các hợp chất của B.
2.1. Các hyđro borua (Boran)
Khi axit clohyđric tác dụng với magiê borua Mg 3B2 ta thu đợc hỗn
hợp phức tạp các hyđroborua khác nhau. Từ hỗn hợp này ngời ta tách ra
đợc những hyđro borua nguyên chất quan trọng sau đây.
B2H6

: Khí

B4H10 , B5H9 , B5H11 , B6H10 : Lỏng
B10H11

: Rắn

Sản phẩm chính của sự tác dụng Magiêborua lên axit HCl là
boruabutan B4H10. Đó là chất lỏng bay hơi mùi ghê tởm. Hơi của nó bốc
cháy trong không khí. Giữ lâu nó dần dần phân huỷ tạo thành borua đơn
giản nhất đó là boruaêtan B2H6 là chất khí hoá lỏng ở 92,50C,
boruaêtan không bốc cháy trong không khí, nhng giống nh các
hyđrocacbua khác, ở trong nớc nó lập tức bị phân huỷ cho hyđro bay ra
và tạo thành axitboric.
B2H6 + 6H2O = 2H3BO3 + 6H2
Sự nghiên cứu các công thức trên của các hyđrôborua vấp phải quan
niệm cho rằng: Bo trong các hyđrôborua có hoá tri 4. Song Bo chỉ có 3
electron ở lớp ngoài cùng nên giả thiết này đã bị bác bỏ.
Những mâu thuẫn sinh ra sẽ đợc giải quyết nếu chúng ta xem các
phân tử hyđrôborua nh kết quả của sự tập hợp các kiến trúc bảo hoà hoá
trị bằng liên kết hiđrô.

H

H

H
B

H

H

H
B3H10

Trớc hết ta xét cấu tạo của boran đơn giản nhất là điboran: B2H6 .
Tổng số electron trong phân tử B 2H6 là12. Nghĩa là không đủ để tạo
thành liên kết cộng hoá trị bình thờng, mỗi liên kết đợc tạo nên nhờ cặp
electron. Có thể nói rằng phân tử điboran là hợp chất thiếu electron. Phân
tử điboran thờng có hai nhóm tứ diện lệch BH4 nối với nhau qua một cạnh
chung. Nh vậy 2 nguyên tử B và 4 nguyên tử H ở hai đầu nút đều nằm
trong một mặt phẳng. Cả hai nguyên tử H cầu nối nằm trên và dới mặt
phẳng đó và đối xứng với nhau. Liên kết giữa các nguyên tử H ở hai đầu
nút với nguyên tử B là liên kết hai electron bình thờng đợc tạo nên giữa
các obitan lai hoá sp3 của B trên mỗi một obitan có một electron độc thân,
với obitan 1s của H cũng có 1electron độc thân. Còn liên kết giữa mỗi
nguyên tử H của cầu nối với nguyên tử B, liên kết B-H-B là kiểu liên kết
đặc biệt. Nghĩa là ở đây có hai liên kết nhng chỉ có một cặp electron.
Theo phơng pháp MO liên kết cộng hoá trị gồm có 2e bình thờng là liên
kết hai tâm, các liên kết đặc biệt B-H-B là liên kết 3 tâm. Mỗi một liên
kết đợc hình thành nhờ sự che phủ của obitan lai hoá ở hai nguyên tử B
(Một obitan có 1 electron độc thân và 1 obitan không có electron). Với
một obitan 1s của nguyên tử H cấu nối có 1 electron độc thân. 3AO đó tổ

Một số phản ứng của boran.
B2H6 = 2B + 3H2

t0 sôi(0C)
-92,5
18
48
63
--213

(300-5500C)

B2H6 + 6H2O = 2B(OH)3 + 6 H2
(H3BO3)
B2H6 +2NaOHđặc + 6H2O = 2Na[B(OH)4] + 6H2
B2H6 + 3O2 = B2O3 + 3H2O
B2H6 + 6Cl2 = 2BCl3 + 6HCl
B2H6 + 2(Na,Hg) = Na[BH4] + Na[B3H8] + 2Hg
B2H6 + 6NH3 = 2B3H6N3 + 12H2
B2H6 + 4LiH = 2Li[BH4]
B4H10 B2H6

(k)

B5H9 B4H10

B4H10 + 12H2O = 4B(OH)3 + 11H2 .
B4H10 +4NaOHđặc + 12H2O = 4Na[B(OH)4] +11H2
2 B4H10 + 11O2 = 4B2O3 + 10H2O. Cháy trong không khí
2B4H10 + 17Cl2 = 8BCl3 + 10HCl.

Oxit boric nóng chảy ở 4500C và sôi ở 22500C hơi của nó gồm
những phân tử B2O3. Khi nung nóng, than không dễ dàng khử oxit boric
tạo thành B. ở 10500C boxit tơng tác với B tạo nên oxit thấp có công thức
(BO)n. Kiến trúc vẫn cha đợc xác định. Oxit boric hút ẩm mạnh và tan
trong nớc tạo thành axit boric. B2O3+3H2O = 2H3BO3+16,8 kcal Nên gọi
là anhiđrit boric. Quá trình tan này phát nhiều nhiệt.
Ví dụ: Nếu đổ một lúc 100g B 2O3 vào 125g H2O thì nớc sôi lên. ở
trạng thái nóng chảy, oxitboric có thể hoà tan đợc nhiều oxit kim loại tạo
thành borat.
Ví dụ: CaO + B2O3 = CaB2O4 .
Do vậy ngời ta dùng oxitboric để chế thuỷ tinh và men đồ dùng
bằng sắt. Loại thuỷ tinh đặc biệt(thuỷ tinh Pirec) bền vì nhiệt và bền hoá
học có 12% B2O3 . Khi đun nóng B2O3 tác dụng đợc với P4O10 .
2 B2O3 + P4O10 = 4BPO4.
Oxitboric dạng thuỷ tinh có thể điều chế bằng cách nhiệt phân
axitboric.
Một số phản ứng hoá học đặc trng của B2O3 .
B2O3(vđh) + 3H2O = 2H3BO3.
2 B2O3(vđh) + 2NaOH (l) = Na2B4O7 + H2O (t0 thờng)
B2O3(vđh) + 2NaOH(đ) + 3H2O = 2Na[B(OH)4](t0 thờng)
B2O3 + 2NaOH = 2NaBO2 + H2O
B2O3 +8 HF(đ) = 2H[BF4] + 3H2O
13

(400-5500C)


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
B2O3 + CaF2 + H2SO4(đ)=BF3+3 CaSO4 + 3H2O(t0cao)
B2O3 + 2NH3 = 2BN + 3H2O (20000C, xúc tác:C, Mg)

metaboric HBO2 rồi thành axit tetraboric H2B4O7 và cuối cùng biến thành
axitboric B2O3.
H3BO3
HBO2
H2B4O7
B2O3
Quá trình ngợc lại xảy ra khi cho B2O3 kết hợp với nớc.
Tuỳ theo điều kiện của phản ứng axitmetaboric có thể tồn tại một
trong ba dạng thù hình. Một trong các dạng đó là HBO 2 dạng đa phơng
gồm những đơn vị kiến trúc vòng liên kết với nhau bằng liên kết hyđro.
Tuy H3BO3 có 3 nguyên tử hyđro nhng là axit một nấc và rất yếu,
yếu hơn axit cacbonic.
H3BO3 + H2O = [B(OH)4]-- + H+
k=10-9.
ở đây axitboric không phân ly proton nh một số axit khác mà kết
hợp với OH của H2O giải phóng proton của H2O. Nghĩa là nguyên tử B
còn có 1 obitan trống đã nhận cặp electron tự do của OH -- . Lực axit tăng
14


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
lên mạnh khi cho thêm vào dung dịch những hợp chất hữu cơ chứa nhiều
nhóm hyđroxyl. Trong phân tích hoá học ngời ta cho thêm glixerin vào
dung dịch rồi chuẩn độ axitboric bằng NaOH với chất chỉ thị là
phenolptalein. Lực axit sở dĩ tăng lên là do giữa axitboric và glixerin đã
tạo thành một phức chất có khả năng phân ly mạnh.
Khi trung hoà dung dịch axitboric trong nớc bằng bazơ, tuỳ theo bản
chất của cation trong bazơ đó mà thu đợc các kiểu muối borat khác nhau.
Ví dụ: 4H3BO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + 7H2O.
Muối orthoborat đợc tạo nên khi nấu chảy axitboric với Na2CO3

2H3BO3 + Na2CO3 = 2NaBO2 + CO2 +3H2O (350-4000C)
15


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
H3BO3 + 4HF(đặc) = H(BF4) + 3H2O.
H3BO3 + 3H2O3F(l) = 3H2SO4 + BF3

(30-550C).

* Borat.
Borat là muối của axit boric. Chỉ có borat của kim loại kiềm mới tan
trong nớc còn các borat khác đều khó tan. Nhiều borat tồn tại trong thiên
nhiên và thờng ở dạng hyđrat. Những borat khan đợc tạo nên khi nấu
chảy axit boric với oxit kim loại, còn borat hyđrat đợc tạo nên khi kết
tinh từ dung dịch nớc. Borat có thành phần và kiến trúc rất khác nhau.
Công thức của nhiều borat, ví dụ: Na2B4O7.10H2O, KB5O8.4H2O,
Ca2B6O11.7H2O là hầu nh không ứng với axit nào cả. Các ion trong những
muối borat là những polime mạch thẳng hoặc vòng tròn đợc cấu tạo nên
bởi những nhóm BO3 hoặc BO4 liên kết với nhau qua những nguyên tử O
chung hay bởi những nhóm BO3 liên kết với BO4 qua những O chung. Ví
dụ: Ion (BO2)nn-, (BO2)33-.
Trong anion của KB5O8.4H2O, một nhóm BO4 liên kết với 4 nhóm
BO3, trong anion của Ca2B6O11.7H2O, 4 nhóm BO4 liên kết với 2 nhóm
BO3 và trong anion của Na2B4O7.10H2O, 2 nhóm BO4 liên kết với 2 nhóm
BO3 .
*Borat Na2B4O7.10H2O là chất dạng tinh thể. Tinh thể borat thuộc
hệ tứ phơng trong suốt và không có màu, khi để trong không khí khô
chúng bị vụn ra ở trên bề mặt vì bị mất bớt nớc kết tinh. Borat ít tan trong
nớc lạnh nhng tan nhiều trong nớc nóng nên dễ kết tinh lại từ dung dịch.

- Các tính chất hoá học của Na2B4O7.
Na2B4O7.10H2O = Na2B4O7 + 10H2O trên 3800C.
Na2B4O7(l) + 8H2O = 2[Na(H2O)4]+ + B4O72-.

[B4O5(OH)4]2B4O72- + 11 H2O = 4[B(H2O)(OH)3] + OH-pKb= 7,89.
Na2B4O7 + 2HCl(l) + 9H2O = 2NaCl + 4[B(H2O)(OH)3]
Na2B4O7 +7H2O + 2NaOH(bh) = 4Na[B(OH)4]
Na2B4O7 + 2NaOH = 4NaBO2 + H2O
(700-7500C).
Na2B4O7 + 3B2O3 = 2NaB5O8
(650-7000C).
Na2B4O7 + CoO = 2NaBO2 + Co(BO2)2
(750-8000C).
Na2B4O7+2NaOH+2H2O2(đ)+11H2O=2Na2[B5(O2)2(OH)4].6H2O
Na2B4O7+2H2SO4(đ)+12C2H5OH=B(C2H5O)3+2NaSHO4+7H2O
2B(C2H5O)3 + 18O2 = B2O3 + 12CO2 + 15H2O.
* Bo triflorua BF3
Bo tạo nên trihalogenua với tất cả các halogen, quan trọng hơn cả là
bo triflorua. Phân tử BF3 có cấu hình tam giác đều, nguyên tử B ở trọng

17


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
O

tâm và nguyên tử F ở đỉnh. Góc FBF là 1200, độ dài liên kết B-F là 1,24 A
.
B : sp2, 3 obitan lai hoá sp2 đợc tạo nên liên kết và ba nguyên tử 2p của
nguyên tử F. Một obitan trống còn lại ở B vuông góc với obitan lai hoá,

18


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
4BF3 + 3H2O = 3H[BF4] + H3BO3
(20-800C)
16BF3 + 14NaOH = 12Na[BF4] + Na2B4O7 +7H2O
BF3 + NH3 = [B(NH3)F3]
(đến 00C)
BF3 + MF(dd) = M[BF4] (dd)

(M = Na+,NH4+)

BF3 + MF(dd) = M[BF4]

(M =K,Rb, Cs)

* BCl3: Bo triclorua.
Khí không màu, bị thuỷ phân trong không khí ẩm và trong nớc. Có
khả năng phản ứng với kiềm, hyđro, flo chuyển thành hỗn hợp khác của
Bo.
Các phản ứng :
BCl3 + 3H2O = H3BO3 + 3HCl
2 BCl3 + 3H2 = 2B + 6HCl
(800-12000C)
2 BCl3 + 3F2 = 2BF3 + 3Cl2
BCl3 + 4NH3 = BN + 3NH4Cl
(500-10000C)
BCl3 + AlP = BP + AlCl3
(9500C)

nhóm C3 đờng thẳng và nhóm B12 hình hai chục mặt cho nên bocacbua có
công thức phân tử là: B12C3 . Nhóm C3 nằm ở tâm của mặt thoi và các
O

nhóm B12 nằm ở đỉnh. Khoảng cách C- C trong nhóm C 3 bằng 1,39 A ,
O

khoảng cách B - B trong nhóm B12 bằng 1,74 ->1,8 A và khoảng cách
O

B - C bằng 1,64 A .
Tinh thể bocacbua có màu đen, rất cứng, cứng gần bằng kim cơng,
có tỷ khối là 2,50 dẫn điện và nhiệt tốt. Bocacbua khó nóng chảy
(tnc=24000C), rất trơ về mặt hoá học. ở dạng bột mịn bị oxi hoá trong
không khí ở 800-10000C và dạng thuỷ tinh ở 10000C.
ứng dụng: Vì cứng nên đợc làm bột đá mài với những hợp kim
cứng, cacborunđum và thuỷ tinh, làm vỏ xe tăng. Do có khả năng hấp thụ
nơtron và chịu nhiệt nên bocacbua đợc dùng rộng rãi trong kỹ thuật hạt
nhân.
Điều chế:

6B2O3 + 21C = B12C3 + 18CO.

* Bonitrua
Là hợp chất polime (BN)n ở dạng tinh thể, nó có hai dạng đa hình,
một dạng giống kim cơng và một dạng giống than chì. Sự giống nhau ở
đây cũng là kết quả của sự giống nhau về số electron của nhân BN với hai
nguyên tử C.
Bonitrua dạng kim cơng có cấu trúc tinh thể giống với kim cơng.
Trong tinh thể đó, nguyên tử B và nguên tử N đều ở trạng thái lai hoá sp 3.

BN + 4HF = NH4BF4
Cả hai dạng bonitrua đều tan trong kiềm và cacbonat kim loại kiềm
nóng chảy.
3BN + 3K2CO3 = K3B3O6 + 3KCNO
Bonitrua dạng than chì trắng đợc dùng làm chất hấp thụ nơtron
chậm trong phản ứng hạt nhân, làm ống phun trong kỹ thuât tên lửa, làm
chất cách điện tròn kỹ thuật Platma và chén nung kim loại.
Điều chế:
Na2B4O7 + 2NH4Cl = 2NaCl + 2BN + B2O3 + 4H2O
BN BN 13500C , C, P, xt Na
2( B - N) + 3H2O hơi = B2O3 + 2NH3

(8000C)

BN + NaOHĐ + 3H2O hơi = Na[B(OH)4] + NH3 (đun sôi)
4( - BN) + 3O2 = B2O3 + 2N2 (t0 thờng )
2( - BN) + Cl2 = 2BCl3 + N2( trên 7000C)
Borua kim loại :Hầu hết cacborua kim loại thờng có công thức phân
tử và công thức cấu tạo không phù hợp với quan điểm hoá trị bình thờng.
Ngời ta phân chia ra các loại sau:
21


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
Borua với các nguyên tử B tách biệt :Loại này bao gồm đa số borua
có tỷ số B:M thấp (M: là kim loại). Kiểu M 4B nh Mn4B, M3B nh Te3B, M2B nh Be2B, M5B2 nh Pd5B2, và M7B3 nh Te7B3. Trong các kiểu kiến trúc
của những borua này, nguyên tố B nằm ở khoảng trống của mạng lới tinh
thể kim loại.
Borua lớp: Loại này gồm cacborua MB 2 nh NB2, TaB2 và M2B5 nh
Mo2B5, W2B5 trong đó có một số borua có độ dẫn điện cao, cứng và khó

2.Dụng cụ:
Microburet.
Máy so màu.
Buret.
Lò nung.
ống nghiệm thạch anh hoặc thủy tinh không Bo.
Cối mã não.
Rây đất.
Pipet.
Giấy lọc không tàn.
Bình định mức 100ml, 500ml,1000ml.
Phễu bunsner.
Bình tam giác
B.Cách tiến hành.
Lấy đất ở vùng Phúc Trạch (lấy theo nguyên tắc chọn mẫu đại diện)
sau đó đem phơi khô trong bóng mát, bỏ vào cối và giã nhỏ rồi đem rây.
Cân 40g đất và tiến hành theo cách sau đây. Đầu tiên là loại các ion sau
ra khỏi dung dịch:Pb, Zn, NO3-.
Loại bằng phơng pháp keo tụ, trao đổi ion và phơng pháp chiết.
Cân 40g đất khô trong không khí đẵ rây qua rây 1mm cho vào bình
làm từ thạch anh hay từ thuỷ tinh không bo.Thêm nớc cất với lợng gấp
hai lợng đất cân theo tỷ lệ 1:2 tức là thêm vào 80ml nớc. Đun nóng bình
đến sôi và giữ 10 phút. Bình đun phải có ống sinh hàn, nếu không có thể
thay bằng một ống thuỷ tinh dài 25-30cm làm từ thuỷ tinh không bo.
23


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
(Bởi vì nếu không B sẽ thoát ra cuùng với hơi nớc, tuy B không bay
hơi nhng khi chng với nớc thì nó sẽ bay hơi nên sẽ ảnh hởng đến kết

thiểu. Nếu dung dịch có màu xanh nớc biển thì carmin có thể sử dụng đợc.
Sau khi kiểm tra, cân trên cân phân tích 50mg carmin cho vào bình
định mức 1lit, thêm 500-600ml H2SO4 đặc (d=1.84) khuấy đều dung dịch
24


Luận văn tốt nghiệp -sinh viên Nguyễn ái Nhân thực hiện
cho đến khi hoà tan hoàn toàn, tốt nhất là để qua đêm sau đó thêm H 2SO4
đặc đến vạch định mức, đậy bình lật ngợc bình một vài lần để dung dịch
trở nên đồng nhất. Dung dịch carmin để trong lọ nút nhám để chỗ tối,
dung dịch có màu đỏ, nếu dung dịch có màu khác không thuận tiện để
xác định bo(B).
3. Axit boric để xác định đờng chuẩn phải dùng H3BO3 kết tinh lại hai
lần.
Độ tan của axit boric tại 00C là 2g trong 100ml nớc, tại 200C là 5g và
tại 1000C là 40g. Cân 10-12g axit boric, hoà tan khi đun nóng và khuấy
liên tục trong 100ml nớc cất, đun dung dịch đến sôi lọc dung dịch nóng
qua giấy lọc băng trắng, hứng dung dịch lọc vào trong bình rộng làm từ
thuỷ tinh không bo, làm lạnh bình bằng vòi nớc hoặc nớc đá.
Dùng phểu busner lọc H3PO3 qua giấy lọc băng trắng, rửa axit này 34 lần bằng những lợng nhỏ nớc cất lạnh.
Lấy axit boric làm khô ngoài không khí, trên tờ giấy lọc, đậy bằng tờ
giấy lọc khác cùng loại.
Chuyển kết tủa vào trong cốc cân rộng đáy, không đậy nắp cốc cân
rồi đặt cốc vào trong bình hút ẩm có chứa H2SO4 đặc đến khối lợng
không đổi. Axit boric kết tinh lại đợc giữ trong trong cốc cân đậy nắp và
để trong bình hút ẩm.
4. Dung dịch chuẩn gốc: Cân 0.2858g axit boric đã kết tinh lại trên cân
phân tích sau đó chuyển lợng cân vào bình định mức 500ml nút nhám,
hoà tan bằng H2SO4 0.5N sau đó định mức đến vạch định mức cũng chính
bằng dung dịch axit này. Đậy nút và lật ngợc bình vài lần để trong đều