Boraks - Borax

Dla innych zastosowań, zobacz Boraks (ujednoznacznienie) .
Boraks
Kryształy boraksu
Model kulkowo-kijowy komórki elementarnej dekahydratu boraksu
Nazwy
Nazwa IUPAC
Dekahydrat tetraboranu sodu
Inne nazwy
Dekahydrat boraksu
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
CZEBI
CHEMBL
ChemSpider
Numer WE
Numer E E285 (konserwanty)
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/B4O7.2Na.10H2O/c5-1-7-3-9-2(6)10-4(8-1)11-3;;;;;;;;;;;;;/h; ;;10*1H2/q-2;2*+1;;;;;;;;;;; sprawdzaćTak
    Klucz: CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N sprawdzaćTak
  • InChI=1/B4O7.2Na.10H2O/c5-1-7-3-9-2(6)10-4(8-1)11-3;;;;;;;;;;;;;/h; ;;10*1H2/q-2;2*+1;;;;;;;;;;;
    Klucz: CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYAP
  • [Na+].[Na+].O0B(O)O[B-]1(O)OB(O)O[B-]0(O)O1.OOOOOOOO
Nieruchomości
Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O lub na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ] · 8H 2 O
Masa cząsteczkowa 201,22 (bezwodny)
381,38 (dekahydrat)
Wygląd zewnętrzny białe ciało stałe
Gęstość 2,4 g / cm 3 (bezwodny stały)
1,73 g / cm 3 (dekawodzian stałe)
Temperatura topnienia 743 °C (1,369 °F; 1,016 K) (bezwodny)
75 °C (dekahydrat, rozkłada się)
Temperatura wrzenia 1575 ° C (2867 ° F; 1848 K) (bezwodny)
31,7 g/l (oba)
-85,0·10 -6 cm 3 /mol (bezwodny)
n 1 =1,447, n 2 =1,469, n 3 =1,472 (dekahydrat)
Struktura
Jednoskośnej , mS92 nr 15
C2/c
2/m²
a  = 1,1885 nm, b  = 1,0654 nm, c  = 1,2206 nm
α = 90°, β = 106,623°°, γ = 90°
1,4810 nm 3
4
Farmakologia
S01AX07 ( KTO )
Zagrożenia
Piktogramy GHS GHS08: Zagrożenie dla zdrowia
H360
P201 , P308+313
NFPA 704 (ognisty diament)
1
0
0
NIOSH (limity ekspozycji dla zdrowia w USA):
PEL (dopuszczalne)
 Żaden
REL (zalecane)
 TWA 1 mg/m 3 (bezwodny i pentahydrat)
TWA 5 mg/m 3 (dekahydrat)
IDLH (Bezpośrednie niebezpieczeństwo)
 NS
Związki pokrewne
Inne aniony
Glinian sodu
Inne kationy
Tetraboran litu
Związki pokrewne
 Kwas borowy , nadboran sodu
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒n zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Boraks , znany również jako boran sodu , tetraboran sodu , lub disodowy tetraboranu jest ważnym bor związek , A mineralnym i sól z kwasem borowym . Sproszkowany boraks jest biały, składa się z miękkich bezbarwnych kryształów, które rozpuszczają się w wodzie. Szereg blisko spokrewnionych minerałów lub związków chemicznych różniących się zawartością wody krystalicznej jest określanych jako boraks , a słowo to jest zwykle używane w odniesieniu do oktahydratu . Sprzedawany w handlu boraks jest częściowo odwodniony.

Boraks jest składnikiem wielu detergentów , kosmetyków i szkliwa glazury. Służy do wytwarzania roztworów buforowych w biochemii , jako środek ognioodporny , jako związek przeciwgrzybiczy , w produkcji włókna szklanego , jako topnik w metalurgii , tarcze wychwytujące neutrony dla źródeł promieniotwórczych, środek teksturujący w gotowaniu, jako środek sieciujący w szlamie , jako zasada w wywoływaczach fotograficznych oraz jako prekursor dla innych związków boru. Jest również użyteczny jako środek owadobójczy wraz z kwasem borowym .

W rzemieślniczym wydobyciu złota boraks jest czasami używany jako część procesu znanego jako metoda boraksowa (jako topnik), mającego na celu wyeliminowanie potrzeby stosowania toksycznej rtęci w procesie wydobycia złota , chociaż nie może on bezpośrednio zastąpić rtęci. Boraks był podobno używany przez górników złota w niektórych częściach Filipin w 1900 roku.

Boraks został po raz pierwszy odkryty w suchych dnach jezior w Tybecie i został sprowadzony Jedwabnym Szlakiem na Półwysep Arabski w VIII wieku naszej ery. Boraks pierwszy wszedł do powszechnego użytku pod koniec 19 wieku, kiedy Francis Marion Smith „s Wybrzeże Pacyfiku Boraks firmy zaczęły rynku i popularyzacji szeroką gamę zastosowań mocy 20 Mule Team Borax handlową , nazwana metodą przez który boraks pierwotnie wyciągane z wody z pustyniach Kalifornii i Nevadzie .

Chemia

Struktura boraksu według krystalografii rentgenowskiej .

Struktura

Termin boraks jest często używany dla wielu blisko spokrewnionych minerałów lub związków chemicznych, które różnią się zawartością wody krystalicznej :

  • bezwodny tetraboran sodu, Na 2 B 4 O 7
  • pentahydrat tetraboranu sodu, Na 2 B 4 O 7 ·5H 2 O
  • dekahydrat tetraboranu sodu, Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O lub równoważnie oktahydrat Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 ·8H 2 O

Z chemicznego punktu widzenia boraks zawiera jon [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2- . W tej strukturze znajdują się dwa czterokoordynacyjne centra boru i dwa trójkoordynacyjne centra boru.

Reakcje

Boraks jest również łatwo przekształcany w kwas borowy i inne borany , które mają wiele zastosowań. Jego reakcja z kwasem solnym z wytworzeniem kwasu borowego to:

Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O + 2 HCI → 4H 3 BO 3 + 2 NaCI + 5H 2 O

„Dekahydrat” jest wystarczająco stabilny, aby znaleźć zastosowanie jako podstawowy wzorzec do miareczkowania kwasowo-zasadowego .

Kiedy boraks jest dodawany do płomienia, wytwarza żółto-zielony kolor. Boraks nie jest używany do tego celu w fajerwerkach ze względu na przytłaczającą żółtą barwę sodu. Kwas borowy służy do barwienia płomieni metanolu na przezroczystą zieleń.

Boraks jest bardzo dobrze rozpuszczalny w glikolu etylenowym, umiarkowanie rozpuszczalny w glikolu dietylenowym i metanolu, słabo rozpuszczalny w acetonie. Jest słabo rozpuszczalny w zimnej wodzie, ale jego rozpuszczalność znacznie wzrasta wraz z temperaturą.

Etymologia

Angielskie słowo boraks jest zlatynizowane: formą średnioangielską był boras , od starofrancuskiego boras bourras . To mogło pochodzić od średniowiecznej łaciny baurach (inna angielska pisownia), borac(-/um/em), boraks , wraz z hiszpańskim borrax (> borraj ) i włoskim borrace , w IX wieku. Inną nazwą boraksu jest tincal z sanskrytu .

Słowo tynkalu / t ɪ ŋ K əl / „dzwonić” lub tincar / t ɪ ŋ K ər / „druciarza” odnosi się do surowego boraksu, po czym oczyszcza się, a wydobywany ze złóż w jeziorach Tybetu perskiego i inne części Azji. Słowo zostało przyjęte w wieku od 17 Malajskiego tingkal iz Urdu / perski / arabski تنکار tinkār / tankār ; stąd te dwie formy w języku angielskim. Wszystko to wydaje się być związane z sanskryciem टांकण ṭānkaṇa .

Naturalne źródła

Boraks "bawełna"

Boraks występuje naturalnie w osadach ewaporatów wytwarzanych przez powtarzające się parowanie sezonowych jezior . Największe złoża handlowe znajdują się w: Turcja ; Boroń, Kalifornia ; i Searles Lake w Kalifornii . Ponadto boraks został znaleziony w wielu innych miejscach w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych , na pustyni Atacama w Chile , nowo odkrytych złożach w Boliwii oraz w Tybecie i Rumunii . Boraks można również wytwarzać syntetycznie z innych związków boru.

Naturalnie występujący boraks (znany pod nazwą handlową Rasorite-46 w Stanach Zjednoczonych i wielu innych krajach) jest rafinowany w procesie rekrystalizacji .

Trakcyjny silnik parowy ciągnący boraks, Park Narodowy Doliny Śmierci , Kalifornia, 1904 r

Zastosowania

Proszek do prania na bazie boraksu

Produkty gospodarstwa domowego

Boraks jest stosowany w różnych domowych produktach do prania i czyszczenia, w tym w przyspieszaczu prania „ 20 Mule Team Borax ”, mydle do rąk w proszku „ Borakso ” oraz w niektórych preparatach do wybielania zębów .

bufor pH

Jony boranowe (zwykle dostarczane jako kwas borowy) są wykorzystywane w laboratoriach biochemicznych i chemicznych do wytwarzania buforów, np. do elektroforezy DNA i RNA w żelu poliakrylamidowym , takich jak bufor TBE (buforowany boranem tris-hydroksymetyloaminometonium) lub nowszy bufor SB lub bufor BBS ( sól fizjologiczna buforowana boranem) w procedurach powlekania. Bufory boranowe (zwykle o pH 8) są również stosowane jako preferencyjny roztwór równoważący w reakcjach sieciowania opartych na pimelimidacie dimetylu (DMP).

Środek kokompleksujący

Boraks jako źródło boranu został wykorzystany do wykorzystania zdolności współkompleksowania boranu z innymi czynnikami w wodzie do tworzenia złożonych jonów z różnymi substancjami. Borany i odpowiedni polimer łóżko stosuje się chromatograf non glikowanej hemoglobiny różnicowo z hemoglobiny glikowanej (głównie HbA1c ), która jest wskaźnikiem długoterminowego hiperglikemię w cukrzycy .

Środek zmiękczający wodę

Sam boraks nie wykazuje wysokiego powinowactwa do kationów twardości , chociaż był używany do zmiękczania wody. Jego równanie chemiczne zmiękczania wody podano poniżej:

Ca 2+ (aq) + Na 2 B 4 O 7 (aq) → Ca B 4 O 7 (s) ↓ + 2 Na + (aq)
Mg 2+ (aq) + Na 2 B 4 O 7 (aq) → Mg B 4 O 7 (s) ↓ + 2 Na + (aq)

Wprowadzone jony sodu nie powodują „twardości” wody. Ta metoda jest odpowiednia do usuwania zarówno tymczasowych, jak i trwałych rodzajów twardości.

Strumień

Mieszaninę boraks i chlorek amonu jest używany jako topnika przy spawaniu żelaza i stali . Obniża temperaturę topnienia niepożądanego tlenku żelaza ( zgorzeliny ), umożliwiając jego spływanie. Boraks jest również mieszany z wodą jako topnik podczas lutowania biżuteria metale , takie jak złoto lub srebro , gdzie pozwala stopione lutowie do zwilżyć metal i przepływa równomiernie w kierunku złącza. Boraks jest również dobrym topnikiem do "wstępnego cynowania" wolframu z cynkiem - dzięki czemu wolfram można lutować miękko. Boraks jest często używany jako topnik do spawania kuźniczego .

Wydobycie złota na małą skalę

Stary ciągnik parowy i wagony z boraksem, Park Narodowy Doliny Śmierci

Boraks zastępuje rtęć jako preferowaną metodę wydobywania złota w małych zakładach górniczych. Nazywa się to metodą boraksową i jest stosowana na Filipinach.

Flubber

Główny artykuł: Flubber (materiał)

Gumowaty polimer czasami nazywany Slime , Flubber , 'gluep' lub 'glurch' (lub błędnie nazywany Silly Putty , który jest oparty na polimerach silikonowych), może być wytwarzany przez usieciowanie polialkoholu winylowego z boraksem. Dokonywanie Flubber z octanem winylu -na kleje , takie jak Elmer Glue i boraks jest częstym elementarny-nauka demonstracja.

Dodatek do żywności

Boraks, o numerze E E285 , jest używany jako dodatek do żywności , ale jest zabroniony w niektórych krajach, takich jak Stany Zjednoczone, Chiny i Tajlandia . W rezultacie niektóre produkty spożywcze, takie jak kawior , produkowane na sprzedaż w Stanach Zjednoczonych, zawierają wyższy poziom soli, aby pomóc w konserwacji. Oprócz zastosowania jako konserwant, boraks nadaje żywności jędrną, gumowatą konsystencję. W Chinach , boraksu ( chiński :硼砂; pinyin : SHA Peng lub chiński :月石; pinyin : Yue Shi ) stwierdzono w żywności, w tym pszenicy i ryżu, makaronu nazwanych Lamian ( chiński :拉面; pinyin : Lamian ) , Shahe Fen ( chiński :沙河粉; pinyin : shāhéfěn ) , char kway teow ( chiński :粿條; pinyin : guǒ tiáo ) ) i chee cheong fun ( chiński :肠粉; pinyin : chángfěn ) W Indonezji jest to powszechny, ale zakazany dodatek do takich potraw jak makaron, bakso (klopsiki) i ryż gotowany na parze. Krajowa Dyrekcja Ochrony Konsumentów ostrzega przed ryzykiem raka wątroby przy wysokim spożyciu przez okres od pięciu do dziesięciu lat.

Inne zastosowania

Kopalnia boraksu Rio Tinto, Boron, Kalifornia

Toksyczność

Według jednego z badań boraks, dekahydrat tetraboranu sodu, nie jest ostro toksyczny. Jego wynik LD 50 (mediana dawki śmiertelnej) jest testowany na 2,66 g/kg u szczurów, co oznacza, że ​​do wywołania poważnych objawów lub śmierci potrzebna jest znaczna dawka substancji chemicznej. Dawka śmiertelna niekoniecznie jest taka sama dla ludzi. Na stronach internetowych z informacjami o pestycydach jest wymieniony jako nieśmiercionośny związek i nie stwarza żadnych zagrożeń.

Boraks był używany jako środek owadobójczy w Stanach Zjednoczonych z różnymi ograniczeniami od 1946 roku. Wszystkie ograniczenia zostały usunięte w lutym 1986 roku ze względu na niską toksyczność boraksu, jak doniesiono w dwóch dokumentach EPA dotyczących kwasu borowego i boraksu.

EPA ustaliła, że ​​kwas borowy i jego sole sodowe powinny być zwolnione z wymogu tolerancji (maksymalny limit pozostałości) dla wszystkich surowych produktów rolnych, ponieważ są one mało toksyczne i występują naturalnie.

Chociaż przytoczyła niejednoznaczne dane, ponowna ocena przeprowadzona w 2006 r. przez EPA nadal wykazała, że ​​„podczas badania nie zaobserwowano żadnych oznak toksyczności ani dowodów cytotoksyczności na narząd docelowy”. W ramach ponownej oceny sprawdzono badanie toksyczności spowodowanej nadmiernym narażeniem i stwierdzono, że „Ryzyko wdychania kwasu borowego i jego soli sodowych jako składników aktywnych nie stanowi zagrożenia i nie przekracza poziomu obaw. ", ale może wystąpić pewne ryzyko podrażnienia dzieci wdychających go, jeśli zostanie użyty jako proszek do czyszczenia dywanów.

Dekahydrat tetraboranu sodu nie stwarza żadnych znanych zagrożeń .

Nadmierna ekspozycja na pył boraksowy może powodować podrażnienie dróg oddechowych, podczas gdy nie wiadomo, że podrażnienie skóry występuje z powodu zewnętrznego narażenia na boraks. Spożycie może powodować zaburzenia żołądkowo-jelitowe, w tym nudności , uporczywe wymioty, ból brzucha i biegunkę . Wpływ na układ naczyniowy i ludzki mózg to bóle głowy i letarg, ale są one rzadsze. W ciężkich przypadkach wystąpiła „mięsista” czerwona wysypka na dłoniach, podeszwach, pośladkach i mosznie.

Możliwe działanie rakotwórcze

Indonezyjska Dyrekcja Ochrony Konsumentów ostrzega przed ryzykiem raka wątroby przy wysokim spożyciu boraksu przez okres 5-10 lat.

Ryzyko dla płodności i ciąży

Boraks został dodany do listy kandydackiej substancji wzbudzających szczególnie duże obawy (SVHC) w dniu 16 grudnia 2010 r. Lista kandydacka SVHC jest częścią Rozporządzenia UE w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów 2006 (REACH), a dodatek oparto na zmienionej klasyfikacji boraksu jako toksycznego na rozrodczość kategorii 1B zgodnie z rozporządzeniami CLP . Substancje i mieszaniny przywożone do UE, które zawierają boraks, muszą być obecnie umieszczane na etykiecie z ostrzeżeniami „Może zaszkodzić płodności” i „Może zaszkodzić nienarodzonemu dziecku”. ECHA zaproponowała jego uzupełnienie do załącznika XIV REACH 1 lipca 2015 r. Jeśli to zalecenie zostanie zatwierdzone, wszelkie importy i zastosowania boraksu w UE będą musiały zostać zatwierdzone przez ECHA.

Przegląd toksyczności boru (jako kwas borowy i borany) opublikowany w 2012 roku w Journal of Toxicology and Environmental Health stwierdził: „Wyraźnie widać, że ekspozycja na ludzki B [bor], nawet w najbardziej narażonych kohortach, jest zbyt niska, aby dotrzeć do krwi ( i tkanki docelowej) stężenia, które byłyby wymagane do wywierania niekorzystnego wpływu na funkcje rozrodcze."

Wstępna ocena ryzyka opublikowana przez Health Canada w lipcu 2016 r. wykazała, że ​​nadmierna ekspozycja na kwas borowy może potencjalnie powodować skutki dla zdrowia rozwojowego i reprodukcyjnego. Ponieważ ludzie są już narażeni na naturalny kontakt z kwasem borowym poprzez dietę i wodę, Health Canada poradziło, że narażenie z innych źródeł powinno być jak najbardziej ograniczone, szczególnie w przypadku dzieci i kobiet w ciąży. Problem nie dotyczy jednego produktu, ale wielu ekspozycji z różnych źródeł. Mając to na uwadze, departament ogłosił również, że rejestracje niektórych pestycydów zawierających kwas borowy, które są powszechnie stosowane w domach, zostaną anulowane i zostaną wycofane z rynku. Ponadto wprowadzane są nowe, bardziej ochronne wskazówki dotyczące etykiet dla innych pestycydów kwasu borowego, które nadal są zarejestrowane w Kanadzie (na przykład zamknięte stacje z przynętami i zabiegi punktowe z użyciem preparatów żelowych).

Zobacz też

Bibliografia

Cytowane źródła

Zewnętrzne linki