BORAX: ISTORIJA, STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, SINTEZĖ, RIZIKA - CHEMIJA - 2025

Boraksas arba natrio borato yra dėl cheminių junginių, esant bazinio formulė Na grupės paskirtis ₂ B ₄ O ₇ . Tai yra higroskopinė druska, galinti sudaryti daugybę hidratų, be to, ji yra struktūriškai praturtinta dėl tam tikrų metalinių priemaišų.

Pagrindiniai junginiai, kuriems suteiktas borakso pavadinimas, yra šie: bevandenis natrio tetraboratas, Na ₂ B ₄ O ₇ ; natrio tetraborato pentahidrato (Na ₂ B ₄ O ₇ ) .5H ₂ O; ir natrio tetraborato dekahidratas, Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O arba jo ekvivalentą, natrio tetraborato oktahidratą, Na ₂ B ₄ O ₅ (OH) ₄ .8H ₂ O.

Borax fragmentas. Šaltinis: Leonas Hupperichsas

Kaip galima pastebėti, visos aukščiau išvardytos kietosios medžiagos skiriasi tik savo hidratacijos laipsniu; kai kurių kristaluose yra daugiau vandens molekulių nei kitų. Fiziškai boraksas atrodo kaip tvirti kreidos gabalėliai ar kristalai (vaizdas viršuje).

Boraksas natūraliai randamas sezoninėse ežerų nuosėdose, išdžiovinamas garinant. „Borax“ gaminamas Turkijoje, Searles ežeruose (Kalifornija), Atakamos dykumoje, Čilėje, Bolivijoje, Tibete ir Rumunijoje. Borax kristalai gali būti gaunami sintetiniu būdu lėto branduolio proceso metu; tai yra tas, kuriame pirmenybė teikiama kristalų augimui.

Natrio tetraboratas, bevandenis ir dehidratuotas, blogai tirpsta šaltame vandenyje; bet jo tirpumas didėja didėjant temperatūrai. Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O labai gerai tirpsta etilenglikolyje, silpnai tirpsta etanolyje ir silpnai tirpsta acetone; tai yra mažiau poliniai tirpikliai nei vanduo.

„Borax“ yra daugybė taikymo sričių, pavyzdžiui, gaminant ploviklius ir muilus; kaip antipirenas celiuliozinėms medžiagoms; gaminant stiklo pluoštą; valant kietus paviršius, tokius kaip metalai, stiklas ir keramika; ir slopina koroziją, be kitų naudojimo būdų.

Borax dirgina akis, odą ir kvėpavimo takus. Nurijus, be kitų simptomų, jis gali sukelti vėmimą, viduriavimą, suglebimą, puvimą ir traukulius. Šiuo metu įtariama, kad tai gali turėti žalingą poveikį žmogaus reprodukcijai.

Istorija

Brakso istorija kelia painiavą. Pažymima, kad jis buvo aptiktas Tibeto ežero dugne, išdžiūvusio garuojant. VIII amžiuje jis buvo perkeltas iš Tibeto į Saudo Arabiją, einant vadinamuoju Šilko keliu.

Terminas „boraksas“ išpopuliarėjo dėl daugybės jam skirtų programų, kurios buvo parduodamos pavadinimu 20 „Mule Team Borax Tradermax“, nurodant būdą, kaip boraksas buvo gabenamas per Nevados ir dykumas. Kalifornijoje.

Kita jo atradimo versija rodo, kad egiptiečiai ilgą laiką žinojo apie jo egzistavimą, naudodamiesi metalų suvirinimu šiluma. Be to, jie tai panaudojo medicinoje ir mumifikacijos procese. Boraxą į Europą XIII amžiuje perkėlė Marco Polo.

XIX amžiaus viduryje Mogavės dykumoje buvo aptikti dideli borakso telkiniai, kurie nuo to laiko tapo įprasti.

Borax struktūra

Brakso jonų struktūra. Šaltinis: „Smokefoot“

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduoti jonai, sudarantys boraksą, konkrečiai atitinkantys kietąją medžiagą, kurios kompozicinė formulė yra Na ₂ · 8H ₂ O (arba Na ₂ B ₄ O ₇ · 10 H ₂ O).

Pirma, narveliuose struktūra anijono ^2- gali būti pažymėti, (nors ji turėtų turėti dviejų deprotonuojamas -OH grupės, -O ^- ), kurioje aštuonkampei žiedas (keturi atomai B ir keturi iš O) gali būti vertinamas, kurių BOB tiltas jį dalijant per dvi puses.

Minėtas narvas nelieka statiškas, bet vibruoja ir priima skirtingas formas erdvėje; tačiau mažesniu laipsniu netoli tilto. Taip pat galima pastebėti, kad jis yra labai „prisotintas deguonimi“; tai yra, jis turi daug deguonies atomų, gebančių sąveikauti su vandens molekulėmis per vandenilio ryšius.

Tad nenuostabu, kad borakso kristalai gali hidruoti ir generuoti daugybę hidratų. Taigi kietoje Na ₂ · 8H ₂ O yra aštuonios H ₂ O molekulės, sąveikaujančios su borato narve ir tuo pačiu metu su metaliniais Na ⁺ centrais .

Katijonų pusėje turime vandeninį kompleksą ⁺ _n , kur n vertė priklausys nuo anijonų / katijonų santykio. Viršutiniame kietajame n = 2, taigi turime: ²⁺ , kurio 2+ krūvis neutralizuoja borato anijono 2 įkrovą.

Kristalai

Vienos klinikos borakso ląstelė. Šaltinis: Benas Millsas.

Aukščiau yra Monociklinis vienetas ląstelė Na ₂ · 8H ₂ O arba Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O kristalai . Čia elektrostatiniai objektai ir vandenilio obligacijos valdyti arba dominuoti struktūriniai modelius yra kilęs iš kiekvienos kristalo tarpą .

Kiti hidratai ir bevandenė druska praranda vieną arba visas savo vandens molekules, pakeisdami borakso kristalo sudėtį ir struktūrą. Visuose juose anijonas ir katijonas išlieka tie patys (nebent yra priemaišų ar šalutinių reakcijų), todėl painiavos šiuo atžvilgiu negali būti.

Sumišimas su borato anijonu

Na ₂ · 8H ₂ O ir Na ₂ B ₄ O ₇ · 10 H ₂ O yra vienodi. Kodėl?

Visų pirma, jei bus suskaičiuoti jo atomai, bus matyti, kad jie sutampa; ir, antra, anijonui B ₄ O ₇ ^2- svarstomas dviejų OH grupių, sujungtų su BOB tiltų boro galvutėmis, nebuvimas; du OH, kurie kartu su dviem H ⁺ iš B ₄ O ₇ ^2- prideda iki 2 H ₂ O, iš viso gaunant 10 H ₂ O (8 + 2).

Savybės

Vardai

- Boraxas.

- natrio boratas.

- natrio tetraboratas.

- dinatrio tetraboratas.

Molekulinė masė

Bevandenis: 201,22 g / mol.

Dekahidratas: 381,38 g / mol.

Fizinė išvaizda

Balta kristalinė kieta medžiaga.

Tankis

Bevandenis: 2,4 g / cm ³

Dekahidratas: 1,739 g / cm ³

Lydymosi temperatūra

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

Dekahidratas: 75 ºC.

Virimo taškas

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

Tirpumas vandenyje

31,78 g / L (tiek bevandeniam, tiek dekahidratui).

Tirpumas organiniuose tirpikliuose

Jis labai gerai tirpsta etilenglikolyje, vidutiniškai tirpsta dietilenglikolyje ir metanolyje, silpnai tirpsta acetone.

Lūžio rodiklis (ηD)

Bevandenis: η ₁ = 1,447; η ₂ = 1,469.

Dekahidratas: η ₂ = 1,472.

Stabilumas

Tinkamomis laikymo sąlygomis jis yra stabilus. Nors jo garų slėgis yra žemas, jis didėja esant temperatūrai, todėl gali kristalizuotis ir kondensuotis, todėl reikia vengti didelių temperatūros ir drėgmės svyravimų.

Šviesos sklidimas

Natrio tetraboratas, veikiamas ugnies, skleidžia žalią šviesą.

Reakcijos

- Ištirpęs vandenyje, susidaro šarminiai tirpalai, kurių pH yra apie 9,2.

- „Borax“ reaguoja į kitus boratus, tokius kaip perboratas (PBS).

- Jis taip pat gamina boro rūgštį, reaguodamas su druskos rūgštimi:

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

- Natrio tetraboratas elgiasi kaip amfoterinė medžiaga, nes vandeniniame tirpale jis hidrolizuojasi ir gali neutralizuoti rūgštis. Tuo pačiu būdu jis gali neutralizuoti didelės koncentracijos šarmus, išvengiant per didelio terpės pH kilimo.

Programos

„Borax“ yra daugybė pritaikymų tiek žmonėms, tiek visai veiklai, kurią jie vykdo.

Antioksidantas

Borax turi galimybę ištirpinti oksidus. Dėl šios priežasties jis naudojamas atgaunant metalus, tokius kaip žalvaris, varis, švinas ir cinkas.

Jis taip pat naudojamas metalinių strypų oksidacijos prevencijai liejyklose. Borax padengia jo paviršių, išskyrus orą, todėl apsaugo nuo oksidacijos. Be to, tai apsaugo nuo juodųjų medžiagų korozijos automobilių gamyboje.

Borakso tirpumas etilenglikolyje buvo naudingas formuojant antifrizą. Borax neutralizuoja rūgštines liekanas, susidarančias etilenglikolio skilimo metu, iki minimumo sumažindamas metalų paviršiaus oksidaciją.

Klijų gamyba

- „Borax“ yra lipnios krakmolo mišinio, skirto gofruotam popieriui ir kartonui, dalis.

- Tai minkštiklis, gaminant klijus, kurių pagrindą sudaro kazeinas ir dekstrinas.

- Tai veikia stiprinant lipnias medžiagas, susiejant konjuguotas hidroksilo grupes.

Atsparus ugniai

Jis naudojamas kaip antipirenas celiuliozinėse medžiagose ir kituose polimeruose, turinčiuose hidroksilo grupių. Jis veikia pagal įvairius mechanizmus, įskaitant stiklakūnio susidarymą, kuris riboja degalų prieinamumą.

Borosilikatinio stiklo (Pyrex) gamyba

Borax yra boro šaltinis, naudojamas gaminant borosilikatinį stiklą; pasižyminti aukšta lydymosi temperatūra, mažu plėtimosi koeficientu ir dideliu atsparumu šiluminiams smūgiams.

Tai leidžia jį paveikti aukštoje temperatūroje, nepatiriant lūžių, suteikiant ugniai atsparaus stiklo pavadinimą.

Borosilikatinis stiklas naudojamas gaminant medžiagas, kurios bus naudojamos namuose kepant maistą. Jis taip pat naudojamas laboratorijose, stiklinėse, kolbose, matavimo cilindruose, pipetėse ir kt.

Emulsiklis

„Borax“ kartu su kitais junginiais naudojamas muilų ir kitų parafinų emulsijimui. Jis taip pat naudojamas kaip pagrindas losjonams, kremams ir tepalams gaminti.

Valymo priemonės

- Jis pridedamas prie formulių valyti tvirtus paviršius, tokius kaip metalas, stiklas ir keramika.

- Jis naudojamas rankų plovikliuose, blizginimo medžiagose ir muiluose, skirtuose skalbyklose ir namuose. Be to, tai palengvina riebių nuosėdų pašalinimą iš gamyklos grindų.

Medicinos reikmėms

- Jis naudojamas grybelinėms pėdų infekcijoms gydyti.

- Tai yra maistinių medžiagų, tiekiančių borą, formulės dalis. Manoma, kad šis elementas dalyvauja kalcio, fosforo ir magnio metabolizme ir gali būti reikalingas kaulų struktūrai.

- Jis dalyvauja nustatant glikozilintą hemoglobiną (HbA1C) - testą, naudojamą ilgalaikiam paciento diabeto vystymuisi nustatyti, nes eritrocito pusinės eliminacijos laikas yra 120 dienų.

Ši informacija yra naudingesnė klinikininkui nei individualūs paciento gliukozės kiekio kraujyje matavimai.

PH buferis

Jis naudojamas įvairiose pH buferio sistemose, naudojamose biochemijoje; tarp jų, Tris (hidroksimetil) aminometano-boratas, naudojamas DNR ir RNR nukleorūgščių poliakrilamido elektroforezėje.

Sumažėjęs vandens kietumas

„Borax“ sugeba sujungti su vandenyje esančiais kalcio ir magnio jonais, sumažindamas jų koncentraciją. Tai sumažina vandens kietumą.

Trąšos ir kompostas

Borax yra naudojamas kaip boro šaltinis. Kalcis ir boras dalyvauja formuojant augalų ląstelių sieneles. Be to, buvo pabrėžta, kad boras skatina apdulkinimą, todėl jis įsiterpia į augalų tręšimą ir dauginimąsi.

Medienos konservavimas

„Borax“ kovoja su kirmėlėmis - vabalais, kurie sunaudoja ir naikina medieną. Jis taip pat naudojamas konservuojant ir prižiūrint medines valtis.

Fliusas ir srautas

Jis naudojamas kaip plieno ir geležies suvirinimo srautas, dėl kurio sumažėja lydymosi temperatūra ir pašalinamas geležies oksidas; nepageidaujamas teršalas. Panašiu tikslu jis dalyvauja aukso ir sidabro litavimo procese.

Kiti

- Jis naudojamas kaip švelnus pesticidas; pavyzdžiui, kovai su kovomis iš vilnos.

- Purškimas yra skirtas kontroliuoti kenkėjus, esančius spintelėse, vidinėse talpyklose, sienose esančiose skylėse ir apskritai ten, kur nepageidautina naudoti taršesnius pesticidus.

- Jis naudojamas branduoliniuose reaktoriuose kontroliuoti reakcijas, kurios kraštutiniais atvejais gali sukelti grandininę reakciją.

- Automobilių radiatoriuose boraksas naudojamas blokuoti vietas, kur yra vandens nuotėkio.

Sintezė

Boraksas yra gaunamas reaguojant mineralinio ulexite, susidedantis iš boro, natrio ir kalcio, su formulės NaCaB ₅ O ₉ .8H ₂ O, su natrio karbonato ir natrio hidrokarbonatas vandeninėje terpėje.

Iš tikrųjų natrio tetraborato arba boorakso sintezė mažai naudojama; Didžioji dalis pagaminto junginio gaunama ekstrahuojant mineralus, kuriuose yra jo.

Šį procesą galima apibendrinti rūdos ištirpinimu vandenyje, po to filtruojant molio ir galutinai išgarinant vandeninį tirpalą.

Pavojai

Borax yra natūralus produktas, tačiau jis gali padaryti daugybę žalos žmonių sveikatai. Pavyzdžiui, kontaktas su borakso milteliais gali sudirginti odą ir sukelti dermatitą.

Taip pat boraksas dirgina akis ir viršutinius kvėpavimo takus. Jos įkvėpimo simptomai yra kosulys ir gerklės skausmas.

Tuo tarpu vartojant boraksą, pasireiškia šie simptomai: vėmimas, pykinimas, viduriavimas, suglebimas, galvos skausmas ir traukuliai. Be to, gali būti pažeista centrinė nervų sistema ir inkstų funkcija.

Iš tyrimų, atliktų su žiurkių patinėliais, pamaitintais boraksu, jose buvo nustatyta sėklidžių atrofija. Nors tyrimai su nėščiomis žiurkių patelėmis parodė, kad boraksas gali kirsti placentą ir sukelti vaisiaus vystymosi pakitimą, pasireiškiantį mažu gimimo svoriu.

Manoma, kad boraksas daro įtaką vyrų reprodukcinei funkcijai, pasireiškiantis sumažėjusiu spermatozoidų skaičiumi.

Apskaičiuota, kad suaugusiesiems boraksas vartojamas nuo 10 iki 25 gramų.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Argonas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 23968. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Karolyn Burns, Seneca Joseph ir dr. Ryan Baumbach. (sf). Borakso kristalų ir metalų lydinių sintezė ir savybės. Atkurta iš: nationalmaglab.org
4. Vikipedija. (2019 m.). Borax. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. Rio Tinto. (2019 m.). Borax dekahidratas. 20 „Mule Team Borax“. Atkurta iš: borax.com
6. Fletcher Jenna. (2019 m. Sausio 14 d.). Ar boraksą saugu naudoti? Atkurta iš: medicalnewstoday.com