BÓRSAV: KÉMIAI SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, ELŐÁLLÍTÁS, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2025

A bórsav egy olyan szervetlen vegyület a kémiai képlete H ₃ BO ₃. Fehér vagy színtelen szilárd anyagból áll. Gyenge sav, amely vizes oldatban koncentrációjától függően 3,8 és 4,8 közötti pH-t eredményez. Hideg vízben rosszul oldódik, forró vízben pedig mérsékelten oldódik.

A bórsavat 1702-ben fedezte fel Wilhelm Homberg (1652-1713), aki bóraxot kénsavval kezelt, és gyógyhatású oldatot kaptunk, amely Homberg nyugtatóvízének nevezte el.

A bórsav szilárd mintája az óraüvegen. Forrás: Walkerma a Wikipedia segítségével.

Azt is meg kell jegyezni, hogy Homberg előkészítette a bórsavat úgy, hogy vizet ad a bóraxhoz, és az oldatot bepárlásig melegíti, így a bórsav-kristályokat az üledékben hagyja.

Ez a sav egy nagyon hasznos vegyület, amelynek számos felhasználási területe van az iparban és az orvostudományban, rovarirtóként, famegőrzőként, tűzálló anyagként is felhasználva, és egy pH pufferoldat alkotóeleme.

Kémiai szerkezet

Bórsav-molekula, amelyet gömbök és rudak modellje képvisel. Forrás: Benjah-bmm27

A felső képen a tényleges H ₃ BO ₃ molekula található. Vegye figyelembe, hogy a hidrogénatomok, amelyeket a fehér gömbök képviselnek, nem kötődnek a központi bór-atomhoz, ahogy a kémiai formula azt sugallja; hanem inkább a vörös gömbök által képviselt oxigénatomokhoz.

Így a B (OH) ₃ a bórsav számára egy kényelmesebb formula, bár kevésbé használják, ami azt jelzi, hogy savassága az OH csoportjaiból felszabaduló H ⁺ -ionoknak köszönhető. A B (OH) ₃ molekula trigonális sík geometriájú, bór atomjának sp ² kémiai hibridizációja van.

B (OH) ₃ egy nagyon kovalens molekula, mivel a bór-atom és az oxigén elektronegativitási különbsége nem túl nagy; tehát a BO kötések alapvetően kovalensek. Azt is meg kell jegyezni, hogy ennek a molekulanak a szerkezete hasonlít egy fonóéhoz. Képes-e ugyanúgy forogni a saját tengelyén is?

Crystals

Cellaegység a H3BO3 kristályhoz. Forrás: Benjah-bmm27

A felső kép a bikarbonsav triklinikus kristályszerkezetének megfelelő egységcellát ábrázolja, amely bizonyos szintetikus körülmények között képes a kompakt hatszögletű struktúrára. Vegye figyelembe, hogy cellánként négy molekula van, és hogy két rétegben, A és B, váltakozva vannak elrendezve (nem helyezkednek el egymás fölött).

A B-OH kötések szimmetria és orientációja miatt feltételezhető, hogy B (OH) ₃ apoláris; azonban az intermolekuláris hidrogénkötések megváltoztatják a történetet. A B (OH) ₃ minden egyes molekulája három ilyen hidat ad vagy vesz be, összesen hat dipól-dipól kölcsönhatással, az alábbi képen látható módon:

A H3BO3 kristályos rétegei egy magasabb tengelyről nézve. Forrás: Benjah-bmm27

Vegye figyelembe, hogy ezek a hidrogénkötések az irányított interakciók, amelyek szabályozzák a bórsav-kristályokat, és megteremtik a díszítési szempontok mintáit; a belső gyűrűk talán elegendő helyet tartalmaznak olyan szennyeződések elzárására, amelyek nincsenek a kristályhibákban.

Ezek a hidrogénkötések, annak ellenére, hogy a B (OH) ₃ alacsony molekulatömegű, a kristálya elegendően kohéziós marad, hogy az olvadáshoz 171 ºC hőmérsékletet igényel. Nem ismeretes, hogy a magas nyomások (GPa sorrendben) milyen hatással lehetnek a B (OH) ₃ molekuláris rétegeire.

Tulajdonságok

nevek

IUPAC: bórsav és bór-trihidroxid. Egyéb elnevezések: ortobórsav, borátsav, sasszolit, borofax és trihidroxi-borán.

Moláris tömeg

61,83 g / mol

Fizikai megjelenés

Tiszta, színtelen, kristályos fehér szilárd anyag. Granulátumként vagy fehér por formájában is kapható. Enyhén krémes.

Szag

WC

Íz

Kissé keserű

Olvadáspont

170,9 ° C

Forráspont

300 ºC

Vízben való oldhatóság

Közepesen oldódik hideg vízben és forró vízben:

2,52 g / 100 ml (0 ° C)

27,50 g / 100 ml (100 ° C)

A bórsav részben oldódik vízben, és elsüllyed. Az oldhatóság hajlamos növekedni savak, például sósav, citromsav és borkősav jelenlétében.

Oldhatóság más oldószerekben

-Glicerin: 17,5% 25 ° C-on

-Etilén-glikol: 18,5% 25 ° C-on

-Aceton: 0,6% 25 ° C-on

-Etil-acetát: 1,5% 25 ° C-on

-Metanol: 172 g / L 25 ° C-on

-Etanol: 94,4 g / L 25 ° C-on

Oktanol / víz megoszlási együttható

P log = -0,29

Savasság (pKa)

9.24. 12.4. 13.3. Ez a megfelelő konszolidáció három állandója a H ⁺ víz felszabadításához.

pH

3,8 - 4,8 (3,3% vizes oldatban)

5,1 (0,1 moláris)

Gőznyomás

1,6 ^10-6 Hgmm

Stabilitás

Vízben stabil

bomlás

100 ° C felett hevítve bomsavanhidridet és vizet képez.

Reakcióképesség

Bórsav formák oldható sói egy vegyértékű kationokkal, például: Na ₂ B ₄ O ₇.10H ₂ O, és az oldhatatlan sók a kétértékű kationokkal, CAB ₄ O ₇.6H ₂ O.

A vizes oldatot termel savas oldatban, gondolva, hogy az ingatlan volt köszönhető, hogy a kivonást az OH ^- csoportok a víz. A bórsavat a Lewis típusú gyenge savnak kell besorolni.

A bórsav reagál glicerinnel és mannitollal, növelve a vizes közeg savasságát. A pKa módosítjuk 9,2-5, képződése következtében a bór-mannit kelát ^-, amely mentesít H ⁺.

Készítmény

A bórsav szabad állapotban található vulkanikus kibocsátásokban olyan régiókban, mint például Toscana Olaszországban, a Lipari-szigetek és Nevada állam az USA-ban. Az ásványokban is megtalálható, mint például a bórax, a borocit, az ulexit és a kolemanit.

A bórsavat elsősorban az ásványi booraks (nátrium-tetraborát-dekahidrát) és ásványi savak, például sósav, kénsav stb. Reakciójával állítják elő.

Na ₂ B ₄ O ₉ 10H ₂ O + HCl => 4 H ₃ BO ₃ + 2 NaCl + 5 H ₂ O

Bór-trihalogenid és diborán hidrolízisével is előállítják.

A bórsavat kolemanitból (Ca ₂ B ₆ O ₁₁ · 6 H ₂ O) állítják elő. Az eljárás során az ásványt kénsavval kezelik a bórvegyületek feloldása céljából.

Ezután az oldatot, ahol bórsav található, elválasztjuk az oldhatatlan fragmensektől. Az oldatot hidrogén-szulfiddal kezeljük az arzén és a vas szennyeződéseinek kicsapása céljából. A felülúszót lehűtjük, hogy bórsav csapadékot kapjunk, és szeparáljuk.

Alkalmazások

Az iparban

A bórsavat az üvegszál gyártásában használják. Az olvadáspont csökkentésének elősegítésével növeli a textilszál üvegszilárdságát és hatékonyságát - ez egy anyag, amelyet a hajókban, az ipari csövekben és a számítógépes áramköri táblákban használt műanyag megerősítésére használnak.

A bórsav részt vesz a bór-szilikát üveg gyártásában, amely lehetővé teszi a hőmérséklet-változásokkal szemben ellenálló üveg előállítását, amelyet otthoni konyhában, laboratóriumi üvegárukban, fénycsövekben és száloptikában lehet felhasználni., LCD képernyők stb.

A kohászatban használják acélötvözetek keményítésére és kezelésére, valamint az anyagok fémes bevonásának elősegítésére.

Vegyi komponensként használják a hidraulikus repesztéshez (fraktáláshoz): az olaj- és gázkivonáshoz alkalmazott módszer. A bórsav tűzálló anyagként szolgál a cellulózban, műanyagban és textil anyagban, amely bórsavval van impregnálva, hogy növelje tűzállóságát.

A gyógyászatban

A bórsavat hígítva használják a szemmosásban. A bórsav-zselatin kapszulákat gombás fertőzések, különösen a Candida albicans kezelésére használják. Akne kezelésében is felhasználták.

A bórsavat a zoknira meghintjük, hogy megakadályozzuk a lábfertőzéseket, például a sportoló lábát. Hasonlóképpen, a bórsavat tartalmazó oldatokat használják az otitis externas kezelésére emberben és állatokban is.

A vizeletgyűjtéshez használt palackokhoz bórsavat adnak, amely megakadályozza a bakteriális szennyeződést, mielőtt a diagnosztikai laboratóriumokban megvizsgálnák.

Rovarirtó

A bórsavat a rovarok, például csótányok, termesek, hangyák stb. Azonnal nem pusztítja el a csótányokat, mivel először befolyásolja emésztőrendszerüket és idegrendszerüket, valamint megsemmisíti exoskeletonjukat.

A bórsav lassan működik, lehetővé téve, hogy az általa felvett rovarok érintkezésbe kerüljenek más rovarokkal, ezáltal terjesztve a mérgezést.

Megőrzés

A bórsavat arra használják, hogy megakadályozzák a gombák és rovarok általi fa támadását, erre a célra etilén-glikollal együtt használják. Ez a kezelés hatékony az iszapok és algák leküzdésében is.

PH puffer

A bórsav és annak konjugált bázisa pKa = 9,24 pufferrendszert alkot, ami azt jelzi, hogy ez a puffer a leghatékonyabb lúgos pH-nál, ami az élőlényeknél nem szokásos. A borát puffert azonban az uszodák pH-értékének szabályozására használják.

Atomreaktorok

A bórsav képes hőneutronokat elfogni, ami csökkenti a nem szabályozott atommaghasadás lehetőségét, amely nukleáris balesetekhez vezethet.

mezőgazdasági

A bór nélkülözhetetlen elem a növény növekedésében, ami a bórsav felhasználásához vezetett az elem hozzájárulásához. A túl sok bórsav árthat a növényeknek, különösen a citrusféléknek.

Ellenjavallatok

Kerülni kell a bórsavnak az elavult bőrre, sebre vagy égőtermékre történő alkalmazását, amely lehetővé teszi a felszívódását. Ez egy mérgező vegyület a test belsejében, és bizonyos esetekben ájulást, rohamokat, görcsöket, arcfarcokat és alacsony vérnyomást okozhat.

Bórsav hüvelykapszulák terhes nőkön történő alkalmazására konzultálni kell az orvossal, mivel kimutatták, hogy ez magzati deformációt és a gyermek testtömegének csökkenését okozhatja születéskor.

Kerülni kell a rovarirtó szerként használt bórsav elhelyezését a gyermekek számára elérhető helyeken is, mivel a gyermekek jobban érzékenyek a bórsav toxikus hatására, mivel számukra a halálos dózist 2000 és 3000 mg között határozzák meg..

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Bórsav. Helyreállítva: en.wikipedia.org
3. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2019). Bórsav. PubChem adatbázis. CID = 7628. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2019. március 28.). Bórsav. Encyclopædia Britannica. Helyreállítva: britannica.com
5. Hordozó vibráció. (2018. november 9.). A bórsav rejtett felhasználása a mindennapi életben. Helyreállítva a következő webhelyről: carriervibrating.com
6. Növényvédőszer-információs Központ. (Sf). Bórsav. Helyreállítva: npic.orst.edu
7. Szerkesztési. (2017. november 30.) Bórsav: ennek a kémiai vegyületnek a tulajdonságai és felhasználásai. Helyreállítva: acidos.info
8. Klorid-nátrium. (2019). Bórsav. Helyreállítva: chlorurosodio.com
9. Spanyol Kórházi Gyógyszertár Társaság. (Sf). Bórsav.. Helyreállítva: workgroups.sefh.es