BORO RŪGŠTIS: CHEMINĖ STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PARUOŠIMAS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2024

Boro rūgšties yra neorganinis junginys su cheminė formulė H ₃ BO ₃ . Jį sudaro balta arba bespalvė kieta medžiaga. Tai silpna rūgštis, kurios vandeninis tirpalas, atsižvelgiant į jo koncentraciją, sukuria pH nuo 3,8 iki 4,8. Jis mažai tirpsta šaltame vandenyje ir vidutiniškai tirpsta karštame vandenyje.

Boro rūgštį 1702 m. Atrado Wilhelmas Hombergas (1652–1713), kuris booraksą gydė sieros rūgštimi, gaudamas vaistinio tirpalo, kuriam buvo suteiktas Hombergo raminamojo vandens vardas.

Kietas boro rūgšties pavyzdys ant laikrodžio stiklo. Šaltinis: „Walkerma“ per Vikipediją.

Tačiau taip pat pažymima, kad Hombergas paruošė boro rūgštį pridėdamas vandens prie boorakso ir kaitindamas tirpalą iki išgaravimo, tokiu būdu palikdamas boro rūgšties kristalus nuosėdose.

Ši rūgštis yra labai naudingas junginys, kurį galima daug naudoti pramonėje ir medicinoje, taip pat naudojamas kaip insekticidas, medienos konservantas, antipirenas ir yra pH buferinio tirpalo sudedamoji dalis.

Cheminė struktūra

Boro rūgšties molekulė, pavaizduota sferų ir juostų modeliu. Šaltinis: „Benjah-bmm27“

Viršutiniame paveikslėlyje matome tikrąją H ₃ BO ₃ molekulę . Atkreipkite dėmesį, kad vandenilio atomai, pavaizduoti baltais rutuliais, nėra surišti su centriniu boro atomu, kaip tai gali teigti cheminė formulė; veikiau deguonies atomais, kuriuos vaizduoja raudonos sferos.

Taigi, patogesnė boro rūgšties formulė yra B (OH) ₃ , nors ir mažiau naudojama, nurodant, kad jos rūgštingumą lemia H ⁺ jonai, išsiskiriantys iš jos OH grupių. B (OH) ₃ molekulė turi trigonaliosios plokštumos geometriją, o jos boro atomas turi sp ² cheminę hibridizaciją .

B (OH) ₃ yra labai kovalentinė molekulė, nes boro atomo ir deguonies elektronegatyvumo skirtumas nėra labai didelis; Taigi BO obligacijos iš esmės yra kovalentinės. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad šios molekulės struktūra panaši į suktuko struktūrą. Ar ji galės suktis ant savo ašies tokiu pačiu būdu?

Kristalai

H3BO3 kristalo elementas. Šaltinis: „Benjah-bmm27“

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduota vienetinė ląstelė, atitinkanti triklinės boro rūgšties kristalinę struktūrą, kuri tam tikromis sintetinėmis sąlygomis gali įgyti kompaktišką šešiakampę struktūrą. Atkreipkite dėmesį, kad ląstelėje yra keturios molekulės ir kad jos yra išdėstytos dviem sluoksniais, A ir B, pakaitomis (jos nėra dedamos viena ant kitos).

Dėl B-OH jungčių simetrijos ir orientacijos galima manyti, kad B (OH) ₃ yra apoliarinė; tačiau tarpmolekulinių vandenilio jungčių buvimas keičia istoriją. Kiekviena B (OH) ₃ molekulė sukuria arba priima tris iš šių tiltų su iš viso šešiomis dipolio-dipolio sąveikomis, kaip matyti toliau pateiktame paveikslėlyje:

Kristaliniai H3BO3 sluoksniai, stebimi iš aukštesnės ašies. Šaltinis: „Benjah-bmm27“

Atminkite, kad šie vandenilio ryšiai yra kryptinė sąveika, kuri valdo boro rūgšties kristalus ir sukuria dekoratyvinių aspektų modelius; vidiniai žiedai, turintys pakankamai vietos uždengti kai kurias priemaišas, kurių nėra kristalų defektuose.

Nepaisant mažos B (OH) ₃ molekulinės masės, šie vandenilio ryšiai palaiko savo kristalą pakankamai vientisą, kad jam ištirpti prireiktų 171 ºC temperatūros. Nežinoma, kokį poveikį aukštas slėgis (GPa tvarka) turėtų B (OH) ₃ molekuliniams sluoksniams .

Savybės

Vardai

IUPAC: boro rūgštis ir boro trihidrooksidas. Kiti pavadinimai: ortobobo rūgštis, borakso rūgštis, sassolitas, borofaksas ir trihidroksikboranas.

Molinė masė

61,83 g / mol

Fizinė išvaizda

Skaidri, bespalvė, kristalinė balta kieta medžiaga. Jis taip pat tiekiamas granulėmis arba kaip balti milteliai. Šiek tiek kreminės lytėjimo.

Kvapas

Tualetas

Skonis

Šiek tiek kartaus

Lydymosi temperatūra

170,9 ºC

Virimo taškas

300 ºC

Tirpumas vandenyje

Vidutiniškai tirpus šaltame vandenyje ir tirpus karštame vandenyje:

2,52 g / 100 ml (0 ºC)

27,50 g / 100 ml (100 ºC)

Boro rūgštis iš dalies tirpsta vandenyje ir linkusi į ją skęsti. Minėtas tirpumas paprastai padidėja, jei yra rūgščių, tokių kaip druskos, citrinos ir vyno rūgštys.

Tirpumas kituose tirpikliuose

-Glicerolis: 17,5% esant 25 ºC

-Etilenglikolis: 18,5% esant 25 ºC

-Acetonas: 0,6% esant 25 ºC

-Etilo acetatas: 1,5% esant 25 ºC temperatūrai

-Metanolis: 172 g / L, esant 25 ºC

-Etanolis: 94,4 g / L, esant 25 ºC

Oktanolio / vandens pasiskirstymo koeficientas

Žurnalas P = -0,29

Rūgštingumas (pKa)

9.24. 12.4. 13.3. Tai yra trys jų atitinkamų disociacijų konstantos, leidžiančios H ⁺ išsiskirti vandenyje.

pH

3,8–4,8 (3,3% vandeniniame tirpale)

5,1 (0,1 molinio)

Garų slėgis

1,6 10 ^-6 mmHg

Stabilumas

Stabilus vandenyje

Skilimas

Kai jis kaitinamas virš 100 ° C, jis suyra ir sudaro boro anhidridą bei vandenį.

Reaktyvumas

Boro rūgšties formos tirpios druskos su vienvalentėmis katijonų, pavyzdžiui: Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O, o netirpios druskos su dvivalenčių katijonų, kabinos ₄ O ₇ .6H ₂ O.

Vandeniniame tirpale ji gamina rūgštinis tirpalas, manyti, kad šio objekto buvo dėl to, kad OH atimties ^- grupių iš vandens. Boro rūgštis klasifikuojama kaip silpnoji Lewis tipo rūgštis.

Boro rūgštis reaguoja su gliceroliu ir manitoliu, didindama vandeninės terpės rūgštingumą. PKa yra modifikuota nuo 9,2 iki 5, dėl to, kad boro-manitolis chelato susidarymo ^- , kuri atpalaiduoja H ⁺ .

Paruošimas

Boro rūgštis laisvoje valstybėje randama vulkanų išsiskyrimo atvejais tokiuose regionuose kaip Toskana Italijoje, Lipari salose ir Nevados valstijoje, JAV. Taip pat jo yra mineraluose, tokiuose kaip boraksas, boracitas, uleksitas ir colemanitas.

Boro rūgštis daugiausia gaunama reaguojant mineraliniam boraksui (natrio tetraborato dehidratui) su mineralinėmis rūgštimis, tokiomis kaip druskos rūgštis, sieros rūgštis ir kt.

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

Jis taip pat gaunamas hidrolizuojant boro trihalidą ir diboraną.

Boro rūgštis ruošiama iš colemanito (Ca ₂ B ₆ O ₁₁ · 6 H ₂ O). Procedūra apima mineralo apdorojimą sieros rūgštimi, kad būtų ištirpinti boro junginiai.

Tada tirpalas, kuriame yra boro rūgšties, atskiriamas nuo neištirpusių fragmentų. Tirpalas apdorojamas vandenilio sulfidu, kad būtų nusodintos arseno ir geležies priemaišos. Supernatantas atšaldomas, norint gauti boro rūgšties nuosėdas ir jas atskirti nuo suspensijos.

Programos

Pramonėje

Boro rūgštis naudojama stiklo pluošto gamyboje. Padėdamas nuleisti lydymosi temperatūrą, jis padidina tekstilinio stiklo pluošto - medžiagos, naudojamos sustiprinti plastiką, naudojamą laivuose, pramoniniuose vamzdynuose ir kompiuterio plokštėse - stiprumą ir efektyvumą.

Boro rūgštis dalyvauja gaminant borosilikatinį stiklą, leidžiantį gauti atsparų temperatūros pokyčiams stiklą, naudojamą namų virtuvėje, laboratoriniuose stiklo induose, fluorescencinius vamzdelius, optinę pluoštą. , LCD ekranai ir kt.

Jis naudojamas metalurgijos pramonėje, norint sukietinti ir apdoroti plieno lydinius, taip pat skatinti metalinę medžiagų dangą.

Jis naudojamas kaip cheminis komponentas hidrauliniame ardyme (ardyme): metodas, naudojamas naftos ir dujų gavybai. Boro rūgštis veikia kaip antipirenas celiuliozės medžiagose, plastikuose ir tekstilės gaminiuose, įmirkytuose boro rūgštimi, kad padidintų jų atsparumą ugniai.

Medicinoje

Boro rūgštis naudojama skiedžiant akis. Boro rūgšties želatinos kapsulės yra naudojamos grybelinėms infekcijoms, ypač Candida albicans, gydyti. Jis taip pat buvo naudojamas gydant spuogus.

Boro rūgštis yra purškiama ant kojinių, kad būtų išvengta pėdų infekcijų, tokių kaip sportininko pėda. Taip pat tirpalai, kurių sudėtyje yra boro rūgšties, yra naudojami gydant otitas extern žmonėms, taip pat gyvūnams.

Į butelius, naudojamus šlapimui rinkti, pridedama boro rūgšties, kuri apsaugo nuo bakterijų užteršimo prieš tiriant diagnostinėse laboratorijose.

Insekticidas

Boro rūgštis naudojama vabzdžių, tokių kaip tarakonai, termitai, skruzdėlės, dauginimuisi kontroliuoti. Tai ne akimirksniu užmuša kuojos, nes pirmiausia pažeidžia jų virškinimo ir nervų sistemas, taip pat naikina jų egzoskeletą.

Boro rūgštis veikia lėtai, leidžianti vabzdžiams, kurie ją prarijo, liečiasi su kitais vabzdžiais, taigi plinta apsinuodijimas.

Išsaugojimas

Boro rūgštis naudojama siekiant apsaugoti grybelius ir vabzdžius nuo medžio užpuolimo, šiam tikslui naudojama kartu su etilenglikoliu. Šis gydymas taip pat efektyvus kontroliuojant dumblą ir dumblius.

PH buferis

Boro rūgštis ir jos konjuguota bazė sudaro buferinę sistemą, kurios pKa = 9,24, o tai rodo, kad šis buferis yra efektyviausias esant šarminiam pH, o tai nėra įprasta gyvoms būtybėms. Tačiau boro buferis naudojamas pH reguliavimui baseinuose.

Branduoliniai reaktoriai

Boro rūgštis turi galimybę sugauti šiluminius neutronus, todėl sumažėja nekontroliuojamo branduolio dalijimosi galimybė, kuri gali sukelti branduolines avarijas.

ūkininkavimas

Boras yra būtinas augalų augimo elementas, dėl kurio boro rūgštis buvo naudojama kaip indėlis. Tačiau per daug boro rūgšties gali pakenkti augalams, ypač citrusiniams vaisiams.

Kontraindikacijos

Reikėtų vengti boro rūgšties naudojimo ant nuvalytos odos, žaizdų ar nudegimų, leidžiančių ją absorbuoti. Tai yra toksiškas junginys kūno viduje, o kai kuriais atvejais jis gali sukelti alpimą, traukulius, spazmus, veido tikumus ir žemą kraujo spaudimą.

Dėl nėščių moterų boro rūgšties makšties kapsulių vartojimo būtina pasitarti su gydytoju, nes buvo nurodyta, kad tai gali sukelti vaisiaus deformaciją ir sumažėti vaiko kūno svoris gimus.

Taip pat reikėtų vengti, kad boro rūgštis, naudojama kaip insekticidas, vaikams neprieinamose vietose, nes vaikai yra jautresni toksiniam boro rūgšties poveikiui, nes mirtina dozė jose yra 2 000–3 000 mg. .

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Vikipedija. (2019 m.). Boro rūgštis. Atkurta iš: en.wikipedia.org
3. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Boro rūgštis. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 7628. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Enciklopedijos „Britannica“ redaktoriai. (2019 m. Kovo 28 d.). Boro rūgštis. „Encyclopædia Britannica“. Atkurta iš: britannica.com
5. Nešiklio vibracija. (2018 m. Lapkričio 9 d.). Paslėptas boro rūgšties naudojimas jūsų kasdieniniame gyvenime. Atkurta iš: carriervibrating.com
6. Nacionalinis pesticidų informacijos centras. (sf). Boro rūgštis. Atkurta iš: npic.orst.edu
7. Brėžinys. (2017 m. Lapkričio 30 d.). Boro rūgštis: šio cheminio junginio savybės ir naudojimo būdai. Atkurta iš: acidos.info
8. Natrio chloridas. (2019 m.). Boro rūgštis. Atkurta iš: chlorurosodio.com
9. Ispanijos ligoninių vaistinių draugija. (sf). Boro rūgštis. . Atkurta iš: workgroups.sefh.es