БОРАК: ИСТОРИЈА, СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБЕ, СИНТЕЗА, РИЗИЦИ - ХЕМИЈА - 2025

Боракс или натријум борат је ознака за групу хемијских једињења са основног формулом На ₂ Б ₄ О ₇ . То је хигроскопна со која може да формира бројне хидрате, а поред тога што је структурно обогаћена присуством одређених металних нечистоћа.

Главне једињења која примају назив боракс су следеће: безводни натријум тетраборат, На ₂ Б ₄ О ₇ ; натријум тетраборат пентахидрат (На ₂ Б ₄ О ₇ ) .5Х ₂ О; и натријум тетраборат декахидрат, На ₂ Б ₄ О ₇ .10Х ₂ О, или његов еквивалент, натријум тетраборат октахидрат, На ₂ Б ₄ О ₅ (ОХ) ₄ .8Х ₂ О.

Уломак Борака. Извор: Леон Хупперицхс

Као што се може приметити, све горе наведене чврсте материје се разликују само у степену њихове хидратације; неки имају више молекула воде у својим кристалима него други. Физички, боракс изгледа као чврсти комади или кристали креде (горња слика).

Боракс се природно налази у сезонским седиментима језера, исушеним испаравањем. Борак се производи у Турској, Сеарлес Језерима (Калифорнија), у пустињи Атацама, Чилеу, Боливији, Тибету и Румунији. Кристали боракса могу се добити синтетичким поступком спорог нуклеарног избацивања; то јест онај у коме се фаворизује раст кристала.

Натријум-тетраборат, безводан и без дехидрата, слабо је растворљив у хладној води; али растворљивост се повећава с повећањем температуре. На ₂ Б ₄ О ₇ .10Х ₂ О веома растворан у етилен гликол, умерено растворљива у етанолу и благо растворљива у ацетону; то су мање поларни растварачи од воде.

Борак има бројне примене, као што су производња детерџената и сапуна; као ватроотпорно средство за целулозни материјал; у производњи стаклопластике; у чишћењу тврдих површина попут метала, стакла и керамике; инхибиција корозије, између осталих употреба.

Боракс иритира очи, кожу и дисајне путеве. Гутањем, између осталих симптома, може проузроковати повраћање, пролив, млакост, пропадање и нападе. Тренутно се сумња да може имати штетне ефекте на репродукцију људи.

Историја

Историја боракс је збуњујућа. Примећено је да је откривен у кориту језера у Тибету, пресушен испаравањем. Пребачен је у 8. веку из Тибета у Саудијску Арабију, такозваним Путом свиле.

Израз "боракс" постао је популаран због бројних апликација које су пронађене за њега и пласиране под називом 20 муле Теам Борак Традермак, а односиле су се на начин превожења боракс кроз пустиње Неваде и Цалифорниа.

Друга верзија његовог открића указује на то да су Египћани дуго знали за његово постојање, користећи га у заваривању метала топлотом. Поред тога, користили су га у медицини и у процесу мумифицирања. Борак је пренио у Европу у 13. веку Марко Поло.

Средином 19. века у пустињи Могаве откривена су велика лежишта боракс која је од тада постала уобичајена.

Структура боракса

Структура јоргана. Извор: Смокефоот

Горњи слика приказује јони који чине боракс, специјално одговара чврста супстанца са композиционе формулом На ₂ · 8Х ₂ О (или На ₂ Б ₄ О ₇ · 10Х ₂ О).

Прво, може се уочити кавезна структура аниона ^2- (иако би требало да има две депротониране -ОХ групе, -О ^- ), у којима се може видети осмеространи прстен (четири атома Б и четири од О), са БОБ мостом који га дели у две половине.

Речени кавез не остаје статичан, већ вибрира и прихвата различите облике у простору; међутим, у мањој мери у близини моста. Такође, може се приметити да је врло "кисеоник"; то јест, има много атома кисеоника, способних да комуницирају са молекулама воде преко водоничних веза.

Тада није изненађујуће да кристали боракс могу хидрирати и створити бројне хидрате. Тако, за чврста На ₂ · 8Х ₂ О, постоји осам Х ₂ О молекула интеракцији са бората кавезу, а истовремено, са металним центара На ⁺ .

На страни катиона имамо водени комплекс ⁺ _н , при чему ће вредност н зависити од односа анион / катион. У горњој чврстини, н = 2, имамо: ²⁺ , чији набој 2+ неутралише 2- набоје боратног аниона.

Кристали

Моноклиничка јединица ћелије боракса. Извор: Бен Миллс.

Изнад је монокличнику јединичну ћелију за На ₂ · 8Х ₂ О или На ₂ Б ₄ О ₇ · 10Х ₂ О кристала . Овде, електростатички атракција и водоничне везе управљају доминира или узорци структуре потичу у сваком распона кристала .

Остали хидрати и безводна сол губе један или све своје молекуле воде, мењајући састав и структуру кристала боракса. У свим њима анион и катион остају исти (осим ако нема нечистоће или нуспојава), тако да не може бити никакве забуне у том погледу.

Конфузије са боратним анионом

На ₂ · 8Х ₂ О и На ₂ Б ₄ О ₇ · 10Х ₂ О су исти. Зашто?

На првом месту, ако се рачунају њени атоми, видеће се да се подударају по броју; и друго, у аниону Б ₄ О ₇ ^2- сматра се одсуство две ОХ групе повезане са боровим главама мостова БОБ; два ОХ која заједно са два Х ⁺ из Б ₄ О ₇ ^2- додају 2 Х ₂ О, што даје укупно 10 Х ₂ О (8 + 2).

Својства

Имена

- Борак.

- Натријум борат.

- Натријум-тетраборат.

- Натријум-тетраборат.

Молекуларна маса

Безводни: 201,22 г / мол.

Декахидрат: 381,38 г / мол.

Физичка присутност

Бијела кристална чврста супстанца.

Густина

Безводни: 2,4 г / цм ³

Декахидрата: 1.739 г / цм ³

Тачка топљења

Безводни: 743 ° Ц (1,369 ° Ф, 1,016 К).

Декахидрат: 75 ºЦ.

Тачка кључања

Безводно: 1.575 ° Ц (2.848 ° Ф, 1.848 К).

Растворљивост у води

31,78 г / Л (за безводни и декахидрат).

Растворљивост у органским растварачима

Врло је растворљив у етилен гликолу, умерено растворљив у диетилен гликолу и метанолу, и мало растворљив у ацетону.

Индекс лома (ηД)

Безводни: η ₁ = 1,444; η ₂ = 1.469.

Декахидрат: η ₂ = 1,447.

Стабилност

Стабилна је у правилним условима складиштења. Иако има низак притисак паре, повећава се са температуром, што доводи до кристализације и кондензације, па треба избегавати прекомерна колебања температуре и влаге.

Емисија светлости

Натријум-тетраборат, када је изложен деловању ватре, емитује зелено светло.

Реакције

- Када се раствори у води, ствара алкалне растворе са пХ око 9,2.

- Борак реагује на друге борате, попут пербората (ПБС).

- Такође производи борну киселину реакцијом са хлороводоничном киселином:

На ₂ Б ₄ О ₇ · 10Х ₂ О + ХЦл => 4 Х ₃ БО ₃ + 2 На ⁺ + 2 Цл ^- + 5 Х ₂ О

- Натријум-тетраборат се понаша као амфотерна супстанца, јер у воденом раствору хидролизује и може да неутралише киселине. На исти начин, способна је да неутралише алкалије високе концентрације, избегавајући прекомерни пораст пХ медијума.

Апликације

Борак има бројне примене, како код људи, тако и у свим активностима које обављају.

Антиоксидантно деловање

Борак има способност растварања оксида. Из тог разлога се користи у обнављању метала попут месинга, бакра, олова и цинка.

Такође се користи за спречавање оксидације металних шипки у ливницама. Боракс прекрива његову површину, искључујући ваздух, и спречавајући оксидацију. Поред тога, спречава корозију жељезног материјала у производњи аутомобила.

Растворљивост боракса у етилен гликолу била је корисна у формулацијама против смрзавања. Борак неутралише киселе остатке који настају током распадања етилен гликола, минимизирајући оксидацију коју метали могу подвргнути површини.

Производња лепкова

- Борак је део скробне лепилне формулације за валовити папир и картон.

- Пептизирајући агенс је у производњи лепкова на бази казеина и декстрина.

- Дјелује јачањем адхезивних материјала преко умрежавања коњугираних хидроксилних група.

На ватру

Користи се као средство за противпожарну заштиту у целулозним материјалима и другим полимерима који садрже хидроксилне групе. Своје деловање врши кроз различите механизме, укључујући формирање стакластог слоја који ограничава приступ горивима.

Производња боросиликатног стакла (Пирек)

Борак је извор бора који се користи у производњи боросиликатног стакла; Карактерише их висока тачка топљења, низак коефицијент експанзије и висока отпорност на термичке ударе.

То му омогућава да се подвргне високим температурама без доживљаја ломова, добивши назив ватростално стакло.

Боросиликатно стакло користи се у производњи материјала који ће се користити у кући за печење хране. Такође се користи у лабораторијама у чашама, флашама, мерним цилиндрима, пипетама итд.

Емулгатор

Борак се заједно са другим једињењима користи за емулгирање сапуна и других парафина. Такође се користи као база за производњу лосиона, крема и масти.

Чишћење прибор

- У формулацијама се додаје за чишћење чврстих површина попут метала, стакла и керамике.

- Користи се у средствима за чишћење руку, материјама за полирање и сапунима за употребу у праоницама и код куће. Поред тога, олакшава уклањање масних наслага са фабричких подова.

Медицинска употреба

- Користи се у лечењу гљивичних инфекција стопала.

- То је део формуле хранљивих материја које снабдевају бор. Сматра се да овај елемент учествује у метаболизму калцијума, фосфора и магнезијума и може да буде потребан за коштану структуру.

- Укључује се у одређивању гликозилираног хемоглобина (ХбА1Ц), тесту који се користи за утврђивање дугорочног развоја дијабетеса код пацијента, јер је полуживот еритроцита 120 дана.

Ове информације су корисније за клиничара од појединачних мерења глукозе у крви код пацијента.

ПХ пуфер

Користи се у разним системима пуфера са пХ који се користе у биохемији; међу њима је и Трис (хидроксиметил) аминометан-борат, који се користи у полиакриламидној електрофорези нуклеинских киселина ДНК и РНК.

Смањена тврдоћа воде

Борак је способан да се комбинује са јонима калцијума и магнезијума присутнима у води, смањујући њихову концентрацију. То смањује тврдоћу воде.

Гнојиво и компост

Борак се користи као извор бора. Калцијум и бор учествују у стварању ћелијске стијенке биљке. Поред тога, истакнуто је да бор погодује опрашивању, због чега интервенише у гнојидби и размножавању биљака.

Чување дрвета

Борак се бори против дрвне глисте, бубе која троши и уништава дрво. Такође се користи у очувању и одржавању дрвених бродица.

Ток и флукс

Користи се као флукс за заваривање челика и гвожђа, узрокујући смањење талишта и елиминацију гвожђе-оксида; нежељени контаминант. У сличне сврхе учествује у лемљењу злата и сребра.

Други

- Користи се као благи пестицид; на пример за борбу против мољаца на вуни.

- Прскање се користи за сузбијање штеточина присутних у ормарима, унутрашњим резервоарима, у празнинама у зидовима и уопште тамо где није пожељна употреба пестицида који више загађују.

- Користи се у нуклеарним реакторима за контролу реакција које у екстремним случајевима могу изазвати ланчану реакцију.

- У радијаторима аутомобила боракса се користи да блокира места где има цурења воде.

Синтеза

Борак је добијен реакцијом минералног улеките, састоји од елемената бора, натријума и калцијума, формуле НаЦаБ ₅ О ₉ .8Х ₂ О, са натријум карбонатом и натријум хидрокарбонантне у воденом медијуму.

У ствари, мало се користи синтеза натријум-тетрабората или боракса; Већина добијеног једињења добија се екстракцијом минерала који га садрже.

Процес се може сумирати растварањем руде у води, затим филтрирањем у глини и коначно испаравањем воденог раствора.

Ризици

Борак је природни производ, али може да проузрокује низ штета по здравље људи. На пример, контакт са боракс прахом може изазвати иритацију коже која може довести до дерматитиса.

Слично томе, боракса изазива иритацију очију и горњих дисајних путева. Симптоми његове инхалације укључују кашаљ и грлобољу.

У међувремену, унос боракс представља следеће симптоме: повраћање, мучнина, пролив, млакост, главобоља и нападаји. Поред тога, могу утицати и централни нервни систем и функција бубрега.

Из студија спроведених на мужјацима пацова, храњених бораксом, примећена је атрофија тестиса код њих. Док су студије спроведене на трудницама са пацовима указивале да боракса може прећи преко плаценте, стварајући промену развоја фетуса, што се манифестује малом тежином рођења.

Сматра се да изложеност боракси утиче на репродуктивну функцију мушкараца код мушкараца, што се манифестује смањењем броја спермија.

Фатална доза од 10 до 25 грама процењује се за унос боракс код одраслих.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Аргон. ПубЦхем база података. ЦИД = 23968. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
3. Каролин Бурнс, Сенеца Јосепх и Др. Риан Баумбацх. (сф) Синтеза и својства кристала боракса и интерметалних легура. Опоравак од: натионалмаглаб.орг
4. Википедиа. (2019). Борак. Опоравак од: ен.википедиа.орг
5. Рио Тинто. (2019). Борак децахидрате. 20 Муле Теам Борак. Опоравак од: борак.цом
6. Флетцхер Јенна (14. јануара 2019.). Да ли је борак безбедан за употребу? Опораван од: медицалневстодаи.цом