Caractéristiques
Utilisations [2, 4]
Les boranes peuvent être utilisés pour les productions de carburants à haute énergie (propulsion de fusée). Leurs applications industrielles restent assez limitées : ils peuvent servir de gaz dopant destiné à l'industrie électronique ou photovoltaïque, de gaz de test ou d'étalonnage (pour le diborane), d'agent de vulcanisation pour le caoutchouc, de catalyseur de polymérisation et d'agent réducteur en synthèse organique.
Propriétés physiques [1-3, 7]
Dans les conditions normales, le diborane est un gaz incolore d'odeur caractéristique nauséabonde détectable dans les limites de 2 à 4 ppm.
Le pentaborane est un liquide volatil incolore, d'odeur douceâtre désagréable détectable à partir de 0,96 ppm.
Le décaborane se présente sous la forme d'un solide cristallin blanc d'odeur piquante sensible à 0,06 ppm.
Les boranes ne sont pas solubles dans l'eau, au contact de laquelle ils s'hydrolysent. Certains solvants organiques les dissolvent, notamment les hydrocarbures.
| Nom Substance | Formule | N° CAS | Etat Physique | Masse molaire | Point de fusion | Point d'ébullition | Densité | Densité gaz / vapeur | Pression de vapeur | Point d'éclair | Point critique | Température d'auto-inflammation | Limites d'explosivité ou d'inflammabilité (en volume % dans l'air) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Diborane |
B 2H 6 |
19287-45-7 |
Gazeux |
27,69 |
-165,5 °C |
-92,5 °C |
(D 112 4) = 0,447 |
0,95 à 0,96 |
2800 kPa à 0 °C |
-90 °C |
Température : 16,65 - 16,7 Pression : 4050 kPa |
38 - 52 °C |
Limite inférieure : 0,8 % Limite supérieure : 98 % |
| Pentaborane |
B 5H 9 |
17702-41-9 |
Liquide |
63,2 |
-47 °C |
58,4 °C |
(D 16 4) = 0,63 |
2,2 |
8,8 kPa à 0 °C |
30 °C (coupelle fermée) |
- |
35 °C |
Limite inférieure : 0,42 % |
| Décaborane |
B 10H 14 |
19624-22-7 |
Solide |
122,3 |
99,7 °C |
213 °C (avec décomposition) |
(D 25 4) = 6 |
- |
6 Pa à 25 °C |
80 °C (coupelle fermée) |
- |
149 °C |
- |
Diborane : 1 ppm = 1,13 mg/m3 ; Pentaborane : 1 ppm = 2,58 mg/m3 ; Décaborane : 1 ppm = 5,00 mg/m3.
Propriétés chimiques [1, 2, 5, 8, 9]
Les boranes sont des produits peu stables, très réactifs.
Le diborane se décompose lentement dès la température ambiante, plus rapidement à température élevée, en hydrogène et hydrures de bore supérieurs. Au-dessus de 300 °C, commence concurremment la décomposition du diborane en bore et hydrogène.
Le pentaborane commence à se décomposer lentement à 150 °C. La décomposition du décaborane (le plus stable des trois) en bore et hydrogène débute vers 300 °C.
Les boranes donnent avec l'eau de l'acide borique et un dégagement d'hydrogène.
Le diborane est très sensible à l'humidité : la réaction avec l'eau est instantanée et fortement exothermique.
L'hydrolyse du pentaborane et du décaborane est plus lente à température ambiante.
Les boranes sont des agents réducteurs puissants. Ils peuvent réagir violemment avec les produits oxydants et les halogènes. Avec l'air ou l'oxygène, les boranes peuvent s'enflammer spontanément (voir § Risques d'incendie). Ils brûlent avec formation d'oxyde de bore B2O3 et d'eau.
Le mélange des boranes avec les solvants halogénés ou oxygénés peut exploser spontanément ou sous l'effet d'un choc.
Avec les métaux réactifs tels que l'aluminium et le lithium, le diborane donne des hydrures qui peuvent s'enflammer spontanément.
Les boranes n'exercent pas d'action corrosive sur les métaux usuels mais attaquent la plupart des caoutchoucs et matières plastiques (excepté certaines formes telles que le polytétrafluoréthylène et le polychlorotrifluoroéthylène).
Récipient de stockage [2, 6, 10, 11]
Les boranes sont généralement stockés dans des récipients en acier ordinaire, ou mieux, en acier inoxydable.