BORAX: TÖRTÉNELEM, SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK, SZINTÉZIS, KOCKÁZATOK - KÉMIA - 2026

A bórax vagy nátrium-borátot egy megjelölése egy csoport kémiai vegyületek egy bázissal képlete Na ₂ B ₄ O ₇. Ez egy olyan higroszkópos só, amely számos hidrát képzésére képes, amellett, hogy bizonyos fémes szennyeződések jelenléte által gazdagítja.

A legfontosabb vegyületek, hogy megkapja a neve bórax a következők: vízmentes nátrium-tetraborát, Na ₂ B ₄ O ₇; nátrium-tetraborát-pentahidrátot (Na ₂ B ₄ O ₇) 5H ₂ O; és a nátrium-tetraborát-dekahidrátot, Na ₂ B ₄ O ₇.10H ₂ O, vagy azzal egyenértékű, a nátrium-tetraborát-oktahidrát, Na ₂ B ₄ O ₅ (OH) ₄.8H ₂ O.

Borax töredék. Forrás: Leon Hupperichs

Mint felismerhető, az összes fenti szilárd anyag csak hidratáltsági szintje szerint különbözik egymástól; egyeseknek több vízmolekulája van a kristályokban, mint másokban. Fizikailag a booraks erős krétadaraboknak vagy kristályoknak néz ki (felső kép).

A Boraxot természetesen megtalálják a szezonális tó üledékekben, párologtatás útján kiszárítva. A Boraxot Törökországban, a Searles Lakes-ben (Kalifornia), az Atacama-sivatagban, Chilében, Bolíviában, Tibetben és Romániában gyártják. A Borax kristályokat szintetikus úton állíthatjuk elő lassú nukleációs folyamattal; vagyis olyan, amelyben a kristályok növekedése kedvez.

A nátrium-tetraborát, vízmentes és dehidratálatlan, rosszul oldódik hideg vízben; de oldhatósága növekszik a hőmérséklet emelkedésével. Na ₂ B ₄ O ₇.10H ₂ O nagyon jól oldódik etilénglikolban, mérsékelten oldódik etanolban és enyhén oldódik acetonban; ezek kevésbé poláros oldószerek, mint a víz.

A Borax számos felhasználási területtel rendelkezik, mint például mosó- és tisztítószerek gyártásában; tűzálló anyagként cellulóz anyaghoz; üvegszálas gyártásban; kemény felületek, például fémek, üveg és kerámia tisztításakor; és a korrózió gátlására, többek között a felhasználásra.

A Borax irritálja a szemet, a bőrt és a légutakat. Lenyelés esetén többek között hányást, hasmenést, pelyhesedést, puffadást és rohamokat okozhat. Jelenleg azt feltételezik, hogy káros hatással lehet az emberi szaporodásra.

Történelem

A borax története zavaró. Megjegyzendő, hogy egy tibeti tó ágyában fedezték fel, amelyet párologtatás útján kiszáradtak. A 8. században Tibetből Szaúd-Arábiába vitték át, az úgynevezett Selyemút után.

A "borax" kifejezés népszerűvé vált a 20 Mule Team Borax Tradermax néven forgalomba hozott, és erre a célra talált, és a bórax szállításának módját nevada és sivatagi sivatagokban átvezető alkalmazásuk eredményeként. Kalifornia.

A felfedezés egy másik változata azt jelzi, hogy az egyiptomiak már régóta tudtak létezéséről, fémek hegesztésével történő hegesztésével használják. Ezen kívül felhasználták az orvostudományban és a mumifikációs folyamatban. Boraxot a 13. században Marco Polo vitte át Európába.

A 19. század közepén a borax nagy lerakódásait fedezték fel a Mogave-sivatagban, amely azóta közismertté vált.

Borax felépítése

A bórax-ionok szerkezete. Forrás: Füstláb

A felső képen a ionokat alkotó borax, specifikusan megfelel egy szilárd anyag, kompozíciós képlete Na ₂ · 8H ₂ O (vagy Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O).

Először is, a ketrecbe zárt szerkezete az anion ^2- lehet jegyezni (bár meg kell két deprotonált -OH csoport, -O ^-), amelyben egy nyolcszögletű gyűrűt (négy B atomok és négy O-atomok) látható, egy BOB híd elosztjuk azt. két felében.

Az említett ketrec nem marad statikus, hanem rezeg és különböző alakzatokat vesz fel a térben; kisebb mértékben azonban a híd közelében. Azt is észrevehetjük, hogy nagyon "oxigénezett"; vagyis sok oxigénatomot tartalmaz, amelyek hidrogénkötések útján képesek kölcsönhatásba lépni a vízmolekulákkal.

Nem meglepő, hogy a bórax kristályok hidratálódhatnak és számos hidrátot képesek előállítani. Tehát a szilárd Na ₂ · 8H ₂ O esetében nyolc H ₂ O molekula van kölcsönhatásban a borát ketrecben, és ugyanakkor a Na ⁺ fémcentrumaival.

A kation oldalán a ⁺ _n vizes komplex van, ahol n értéke az anion / kation aránytól függ. A felső szilárd anyagban n = 2, tehát van: ²⁺, amelynek 2+ töltése semlegesíti a borát-anion 2- töltését.

Crystals

A borax monoklinikai egységsejtje. Forrás: Ben Mills.

A fenti monoklinikus egységcellája Na ₂ · 8H ₂ O vagy Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O kristályokhoz tartozik. Itt az elektrosztatikus vonzerők és a hidrogénkötések szabályozzák vagy uralják a kristály egyes szakaszaiból származó szerkezeti mintákat..

A többi hidrát és a vízmentes só elveszíti vízmolekuláinak egy részét vagy egészét, megváltoztatva a booraks kristály összetételét és szerkezetét. Mindegyikben az anion és a kation ugyanaz marad (kivéve ha vannak szennyeződések vagy mellékreakciók), tehát ebben a tekintetben nem lehet összetéveszthető.

Összekeverés a borát-anionnal

Na ₂ · 8H ₂ O és Na ₂ B ₄ O ₇ · ₁₀ H ₂ O azonosak. Miért?

Először is, ha megszámolják atomjait, akkor látni fogja, hogy számuk egybeesik; és másodszor, a B ₄ O ₇ ^2- anionban a BOB hidak bórfejéhez kapcsolódó két OH csoport hiányát vesszük figyelembe; két OH, amelyek a B ₄ O ₇ ^2- ből származó két H ⁺ -val együtt 2 H ₂ O-t adnak hozzá, összesen 10 H ₂ O-t (8 + 2) adva.

Tulajdonságok

nevek

- Borax.

- Nátrium-borát.

- Nátrium-tetraborát.

- Dinátrium-tetraborát.

Molekulatömeg

Vízmentes: 201,22 g / mol.

Dekahidrát: 381,38 g / mol.

Fizikai megjelenés

Fehér kristályos szilárd anyag.

Sűrűség

Vízmentes: 2,4 g / cm ³

Dekahidrát: 1,739 g / cm ³

Olvadáspont

Vízmentes: 743 ° C (1,369 ° F, 1,016 K).

Dehidrát: 75 ºC.

Forráspont

Vízmentes: 1 575 ° C (2 867 ° F, 1848 K).

Vízben való oldhatóság

31,78 g / L (mind vízmentes, mind dekahidrát esetén).

Oldhatóság szerves oldószerekben

Nagyon oldódik etilénglikolban, mérsékelten oldódik dietilénglikolban és metanolban, és kevéssé oldódik acetonban.

Törésmutató (ηD)

Vízmentes: η ₁ = 1,447; η ₂ = 1,469.

Dehidrát: η ₂ = 1,472.

Stabilitás

Megfelelő tárolási körülmények között stabil. Annak ellenére, hogy alacsony gőznyomású, növekszik a hőmérséklettől, amely kristályosodáshoz és kondenzációhoz vezet, ezért kerülni kell a hőmérséklet és a páratartalom túlzott ingadozását.

Fénykibocsátás

A nátrium-tetraborát tűz hatására zöld fényt bocsát ki.

reakciók

- Vízben feloldva lúgos oldatokat képez, amelyek pH-ja körülbelül 9,2.

- A Borax reagál más borátok, például perborát (PBS) képzésére.

- Sósavval reagálva bórsavat is termel:

Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O + HCl => 4 H ₃ BO ₃ + 2 Na ⁺ + 2 Cl ^- + 5 H ₂ O

- A nátrium-tetraborát amfoter anyagként viselkedik, mivel vizes oldatban hidrolizál és képes a savakat semlegesíteni. Ugyanígy képes semlegesíteni a magas koncentrációjú lúgokat, elkerülve a közeg pH-értékének túlzott emelkedését.

Alkalmazások

A Borax-nak számos felhasználása van, mind az emberekben, mind az általuk végzett valamennyi tevékenységben.

Antioxidáns hatás

A Borax képes oxidokat feloldani. Ezért használják fémek, például sárgaréz, réz, ólom és cink visszanyerésére.

Azt is használják, hogy megakadályozzák a fémrudak oxidációját az öntödékben. A Borax lefedi a felületét, kivéve a levegőt, és így megakadályozza az oxidációt. Ezenkívül megakadályozza a vasanyag korrózióját a gépjárműgyártásban.

A bórax oldhatósága etilénglikolban hasznos volt fagyálló készítményekben. A Borax semlegesíti a savas maradékokat, amelyek az etilénglikol lebomlása során keletkeznek, minimalizálva az oxidációt, amely a fémek felületén megy keresztül.

Ragasztók gyártása

- A Borax egy keményítő ragasztókészítmény része hullámos papírhoz és kartonhoz.

- Peptidképző anyag kazein és dextrin alapú ragasztók gyártásában.

- Úgy működik, hogy a ragasztóanyagokat a konjugált hidroxilcsoportok térhálósításán keresztül erősíti.

Tűzálló

Tűzálló anyagként használják cellulózos anyagokban és más polimerekben, amelyek hidroxilcsoportokat tartalmaznak. Különböző mechanizmusokon keresztül fejti ki hatását, ideértve egy üveges réteg kialakítását, amely korlátozza az üzemanyagok elérését.

Boroszilikát üveg gyártása (Pyrex)

A Borax a bór forrása, amelyet a bórszilikát üveg gyártásában használnak; magas olvadásponttal, alacsony tágulási együtthatóval és magas hőállósági képességgel jellemezhető.

Ez lehetővé teszi a magas hőmérsékletnek való kitettséget anélkül, hogy törések lennének, és tűzálló üveg nevet kapnak.

A boroszilikát üveget olyan anyagok gyártásához használják, amelyeket otthoni ételek sütésére használnak. Laboratóriumokban is használják főzőpoharakban, lombikokban, mérőhengerekben, pipettákban stb.

emulgeálószer

A Boraxot más vegyületekkel együtt a szappanok és más paraffinok emulgeálására is használják. Alapul szolgál a krémek és kenőcsök előállításához.

Tisztító szerek

- Készítményekben adják hozzá a szilárd felületek, például fém, üveg és kerámia tisztításához.

- Kézi tisztítószerekben, polírozóanyagokban és mosószer-szappanokban használják mosodákban és otthon. Ezenkívül megkönnyíti az olajos lerakódások eltávolítását a gyárpadlókról.

Orvosi felhasználás

- Gombás lábfertőzések kezelésére alkalmazzák.

- A tápanyag-összetétel része, amely bórt szolgáltat. Úgy gondolják, hogy ez az elem részt vesz a kalcium, foszfor és magnézium metabolizmusában, és szükség lehet a csontszerkezet kialakításához.

- Részt vesz a glikozilezett hemoglobin (HbA1C) meghatározásában, amely a betegben a diabetes hosszú távú kialakulásának meghatározására szolgál, mivel az eritrociták felezési ideje 120 nap.

Ez az információ inkább hasznos a klinikus számára, mint a beteg egyedi vércukorszint-mérése.

PH puffer

A biokémiában használt különféle pH-puffer rendszerekben használják; köztük Trisz (hidroxi-metil) -aminometán-borát, amelyet a DNS és az RNS nukleinsavak poliakrilamid elektroforézisében használnak.

Csökkent vízkeménység

A Borax képes kombinálni a vízben található kalcium- és magnéziumionokkal, csökkentve ezek koncentrációját. Ez csökkenti a víz keménységét.

Műtrágya és komposzt

A Boraxot bórforrásként használják. A kalcium és a bór részt vesz a növényi sejtfal kialakulásában. Ezenkívül rámutattak arra, hogy a bór elősegíti a beporzást, ezért beavatkozik a növények megtermékenyítésébe és szaporodásába.

Favédelem

A Borax harcol a féreggel, a bogárral, amely elhasználja és elpusztítja a fát. Fából készült hajók megőrzéséhez és karbantartásához is felhasználják.

Flux és fluxus

Folyadékként használják acél és vas hegesztésében, csökkentve az olvadáspontot, és eltávolítva a vas-oxidot; nemkívánatos szennyező anyag. Hasonló céllal részt vesz az arany és az ezüst forrasztásában.

Egyéb

- Enyhe peszticideként használják; például a gyapjú lepkék leküzdésére.

- A permetezést a szekrényekben, a belső tartályokban, a falak lyukain és általában azokban a kártevők leküzdésére használják, ahol nem kívánatos a szennyezőbb peszticidek használata.

- Atomreaktorokban használják olyan reakciók szabályozására, amelyek szélsőséges esetekben láncreakciót eredményezhetnek.

- Az autós radiátorokban a booraks olyan helyek blokkolására szolgál, ahol vízszivárgások vannak.

Szintézis

Borax úgy állítjuk elő, az ásványi ulexit, tagjai a bór, a nátrium-és kalcium, általános képletű NaCaB ₅ O ₉.8H ₂ O, nátrium-karbonát és nátrium-hidrogénkarbonát vizes közegben.

Valójában a nátrium-tetraborát vagy a booraks szintézisét kevésbé használják; Az előállított vegyület nagy részét az ásványi anyagok extrahálásával nyerik, amelyek azt tartalmazzák.

Az eljárás összefoglalható az érc vízben történő feloldásával, amelyet az agyagban történő szűrés és a vizes oldat bepárlása követ.

kockázatok

A Borax természetes termék, ugyanakkor számos kárt okozhat az emberi egészségben. Például, a bórax porral való érintkezés bőrirritációt okozhat, amely dermatitishez vezethet.

Hasonlóképpen, a bórax irritálja a szemet és a felső légutakat. Belégzésének tünetei közé tartozik a köhögés és a torokfájás.

Eközben a bórax bevétele a következő tünetekkel jár: hányás, émelygés, hasmenés, pelyhesedés, fejfájás és rohamok. Ezenkívül a központi idegrendszer és a vese működése is befolyásolhatja.

A hím patkányokon végzett, borax-táplált patkányokon végzett vizsgálatok alapján herék atrófiát figyeltek meg bennük. Míg a vemhes nőstény patkányokkal végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy a bórax átjuthat a placentán, ami magzati fejlődés megváltozását idézheti elő, amely alacsony születési súlyban nyilvánul meg.

A bóraxnak való kitettségről úgy gondolják, hogy befolyásolja a férfiak szaporodási funkcióit, a spermaszám csökkenésével nyilvánul meg.

A felnőtteknél a borax-bevitel becslése szerint 10–25 gramm halálos adag.

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2019). Argon. PubChem adatbázis. CID = 23968. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Karolyn Burns, Seneca Joseph és Dr. Ryan Baumbach. (Sf). A Borax kristályok és az intermetall ötvözetek szintézise és tulajdonságai. Helyreállítva: nationalmaglab.org
4. Wikipedia. (2019). Bórax. Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Rio Tinto. (2019). Borax dekahidrát. 20 Mule Team Borax. Helyreállítva: borax.com
6. Fletcher Jenna. (2019. január 14.) A borax biztonságos használata? Helyreállítva: medicalnewstoday.com