БОРНА КИСЕЛИНА: ХЕМИЈСКА СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ПРИПРЕМА, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Борна киселина је неорганско једињење са хемијском формулом Х ₃ БО ₃ . Састоји се од беле или безбојне крутине. То је слаба киселина која у воденом раствору производи пХ између 3,8 и 4,8. Слабо је растворљив у хладној води и умерено растворљив у топлој води.

Борну киселину је 1702. године открио Вилхелм Хомберг (1652-1713), који је лечио боракс сумпорном киселином, добијајући раствор са лековитим деловањем, који је добио име Хомберг-ове седативне воде.

Чврсти узорак борне киселине на сату. Извор: Валкерма путем Википедије.

Међутим, такође се примећује да је Хомберг припремао борну киселину додавањем воде у боракс и загревао раствор до испаравања, остављајући кристале борове киселине у седименту.

Ова киселина је веома корисно једињење које има бројне примене у индустрији и медицини, а користи се и као инсектицид, заштита дрвета, ватроотпорно средство и саставни је део пХ пуфер раствора.

Хемијска структура

Молекул борне киселине представљен моделом сфера и шипки. Извор: Бењах-бмм27

На горњој слици имамо стварни молекул Х ₃ БО ₃ . Имајте на уму да атоми водоника, представљени белим сферама, нису везани за централни атом бора, као што хемијска формула може сугерисати; већ на атоме кисеоника, представљене црвеним сферама.

Стога, погоднија формула, иако мање коришћена, за борну киселину је Б (ОХ) ₃ , што указује да је њена киселост последица Х ⁺ јона који се ослобађају из њених ОХ група. Б (ОХ) ₃ Молекул има тригонално геометрију равни, са својим атом бора који има сп ² хемијску хибридизацију .

Б (ОХ) ₃ је високо ковалентни молекул, јер разлика у електронегативности између атома бора и кисеоника није велика; па су БО везе у суштини ковалентне. Такође имајте на уму да структура овог молекула личи на структуру центрифуге. Да ли ће се моћи ротирати на сопственој оси на исти начин?

Кристали

Јединица за кристал Х3БО3. Извор: Бењах-бмм27

Горња слика приказује јединичну ћелију која одговара триклиничкој кристалној структури борне киселине која под одређеним синтетским условима може да прихвати компактну шестерокутну структуру. Имајте на уму да постоје четири молекуле по јединици ћелије и да су распоређени у два слоја, А и Б, наизменично (не налажу се један изнад другог).

Због симетрије и оријентације Б-ОХ веза, може се претпоставити да је Б (ОХ) ₃ аполарни; међутим, постојање интермолекуларних водоничних веза мења причу. Сваки молекул Б (ОХ) ₃ даје или прима три од ових мостова, са укупно шест интеракција дипола-дипола, као што је приказано на слици испод:

Кристални слојеви Х3БО3 посматрани са веће осе. Извор: Бењах-бмм27

Имајте на уму да су ове водоничне везе директне интеракције које управљају кристалима борне киселине и успостављају обрасце украсних аспеката; унутрашњи прстенови можда с довољно простора да се укупе нечистоће које нису у дефекту кристала.

Ове водоничне везе, упркос ниској молекуларној маси Б (ОХ) ₃ , одржавају његов кристал довољно кохезивним да му је потребна температура од 171 ° Ц да би се растопио. Није познато какве би ефекте високи притисци (редоследом ГПа) имали на молекуларне слојеве Б (ОХ) ₃ .

Својства

Имена

ИУПАЦ: борна киселина и бора трихидроксид. Остала имена: ортоборна киселина, борова киселина, сассолит, борофакс и трихидроксиборан.

Моларна маса

61,83 г / мол

Физичка присутност

Бистра, безбојна, кристално бела чврста супстанца. Такође је доступан у облику гранула или као бели прах. Благо кремаст на додир.

Мирис

Тоалет

Укус

Мало горко

Тачка топљења

170.9 ºЦ

Тачка кључања

300 ºЦ

Растворљивост у води

Умерено растворљиво у хладној води и растворљиво у топлој води:

2,52 г / 100 мЛ (0 ºЦ)

27,50 г / 100 мл (100 ° Ц)

Борна киселина је делимично растворљива у води и има тенденцију да у њој тоне. Наведена растворљивост има тенденцију повећања у присуству киселина, као што су хлороводонична, лимунска и винска киселина.

Растворљивост у другим растварачима

-Глицерол: 17,5% на 25 ° Ц

-Етилен гликол: 18,5% на 25 ° Ц

-Ацетон: 0,6% на 25 ° Ц

-Етил ацетат: 1,5% на 25 ° Ц

-Метанол: 172 г / Л на 25 ° Ц

-Етанол: 94,4 г / Л при 25 ° Ц

Коефицијент раздвајања октанол / вода

Лог П = -0,29

Киселост (пКа)

9.24. 12.4. 13.3. Ово су три константе њихових дисоцијација за ослобађање Х ⁺ у води.

пХ

3,8 - 4,8 (3,3% у воденом раствору)

5,1 (0,1 мола)

Притисак паре

1.6 10 ^-6 ммХг

Стабилност

Стабилно у води

Декомпозиција

Разграђује се када се загрева изнад 100 ° Ц, формирајући борни анхидрид и воду.

Реактивност

Киселина формира борне растворљивих соли са моновалентних катјона, на пример: На ₂ Б ₄ О ₇ .10Х ₂ О, и нерастворљиве соли са катјонима двовалентних, ЦаБ ₄ О ₇ .6Х ₂ О.

У воденом раствору ствара се кисели раствор мислећи да је то својство последица одузимања ОХ ^- група из воде. Борна киселина је класификована као слаба киселина типа Левис.

Борна киселина реагује с глицеролом и манитом, повећавајући киселост воденог медијума. ПКа је модификована од 9,2 до 5, услед стварања бор-манитол-хелат ^- који ослобађа Х ⁺ .

Припрема

Борна киселина се налази у слободном стању у вулканским еманацијама у регионима као што су Тоскана у Италији, острва Липари и у држави Невада, САД. Такође се налази у минералима као што су боракс, борацит, улексит и колеманит.

Борна киселина се углавном припрема реакцијом минералног боракса (натријум тетраборат декахидрата) са минералним киселинама, као што су хлороводонична киселина, сумпорна киселина, итд.

На ₂ Б ₄ О ₉ 10Х ₂ О + ХЦл => 4 Х ₃ БО ₃ + 2 НаЦл + 5 Х ₂ О

Такође се припрема хидролизом трихалида бора и диборана.

Борна киселина се припрема од колеманита (Ца ₂ Б ₆ О ₁₁ · 6 Х ₂ О). Поступак се састоји од третирања минерала сумпорном киселином ради растварања једињења бора.

Затим се раствор у коме је присутна борна киселина одвоји од неразтопљених фрагмената. Раствор је третиран водоник сулфидом да би се исталожио нечистоће арсена и гвожђа. Супернатант се хлади да би се добио талог борне киселине и одвојио од суспензије.

Апликације

У индустрији

Борна киселина се користи у производњи фибергласа. Помажући за спуштање талишта повећава чврстоћу и ефикасност текстилног стаклопластике - материјала који се користи за ојачавање пластике која се користи у бродовима, индустријским цевоводима и рачунарским плочама.

Борна киселина учествује у производњи боросиликатног стакла које омогућава добијање чаша отпорног на температурне промене, употребљивог у кухињи домова, стакленог посуђа у лабораторијама, флуоресцентних цеви, оптичких влакана , ЛЦД екрани итд.

Користи се у металуршкој индустрији за очвршћивање и обраду челичних легура, као и за промоцију металног премаза материјала.

Користи се као хемијска компонента у хидрауличком ломљењу (фрацкинг): метода која се користи у вађењу нафте и гаса. Борна киселина делује противпожарно у целулози, пластичним и текстилним материјалима који су импрегнирани борном киселином да повећају своју отпорност на ватру.

У медицини

Борна киселина се користи разблажена у испирању очију. Желатинске капсуле борове киселине користе се за лечење гљивичних инфекција, нарочито Цандида албицанс. Такође се користи у лечењу акни.

Борна киселина се попрска по чарапама за спречавање инфекције стопала, као што је атлетско стопало. Исто тако, раствори који садрже борну киселину користе се у лечењу спољњег отитиса код људи, као и код животиња.

Борна киселина се додаје у боце које се користе за прикупљање урина, а која спречава бактеријску контаминацију пре него што се прегледа у дијагностичким лабораторијама.

Инсектицид

Борна киселина се користи за контролу ширења инсеката, као што су жохари, термити, мрави, итд. Жохаре не убијају одмах, јер најпре утичу на њихов пробавни и нервни систем, као и уништавајући њихов егзоскелет.

Борна киселина делује споро, омогућавајући инсектима који су га прогутали да дође у контакт са другим инсектима, ширећи на тај начин тровање.

Чување

Борна киселина се користи за спречавање напада дрвета гљивицама и инсектима, па се у те сврхе користи у комбинацији са етилен гликолом. Овај третман је такође ефикасан у сузбијању муља и алги.

ПХ пуфер

Борна киселина и њена коњугирана база формирају пуферски систем пКа = 9,24, што указује да је овај пуфер најефикаснији код алкалног пХ, што није уобичајено код живих бића. Међутим, боратни пуфер се користи у регулацији пХ у базенима.

Нуклеарни реактори

Борна киселина има способност хватања топлотних неутрона, што смањује могућност неконтролиране нуклеарне фисије која може довести до нуклеарне несреће.

Пољопривреда

Бор је битан елемент за раст биљака, што је довело до употребе борне киселине за допринос елемента. Међутим, превише борне киселине може нашкодити биљкама, посебно агрумима.

Контраиндикације

Треба избегавати употребу борне киселине на кожи која потиче од коже, рана или опекотина која омогућава његову апсорпцију. Ово је токсично једињење унутар тела и у неким случајевима може да изазове несвестице, нападе, грчеве, тикове на лицу и низак крвни притисак.

Лекар треба консултовати о употреби вагиналних капсула борне киселине код трудница, јер је наговештено да може изазвати деформацију плода и смањење телесне тежине детета по рођењу.

Такође треба избегавати постављање борове киселине, која се користи као инсектицид, на места која су им надохват деце, јер деца имају већу подложност токсичном деловању борне киселине, утврђујући им фаталну дозу од 2.000 до 3.000 мг .

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2019). Борна киселина. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Борна киселина. ПубЦхем база података. ЦИД = 7628. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
4. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (28. марта 2019). Борна киселина. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
5. Носач вибрира. (9. новембра 2018.). Скривене употребе борне киселине у вашем свакодневном животу. Опоравак од: царриервибратинг.цом
6. Национални информативни центар за пестициде. (сф) Борна киселина. Опоравак од: нпиц.орст.еду
7. Израда нацрта. (30. новембра 2017.). Борна киселина: својства и употребе овог хемијског једињења. Опоравак од: ацидос.инфо
8. Хлорид натријум. (2019). Борна киселина. Опоравак од: цхлоруросодио.цом
9. Шпанско друштво болничке фармације. (сф) Борна киселина. . Опоравак од: воркгроупс.сефх.ес