Interested Article - Тетраборат натрия

Тетрабора́т на́трия («бура́», «боракс» (от лат. borax ), натрий тетраборнокислый) — неорганическое соединение , натриевая соль борной кислоты с химической формулой ${\ce {Na2B4O7}}$ , наиболее распространённое и используемое соединение бора , образует несколько кристаллогидратов , широко применяется в промышленности.

Нахождение в природе

Существуют многочисленные минералы, содержащие тетраборат натрия. К ним относятся:

бура (боракс, тинкал) — минерал состава ${\ce {Na2B4O7.10H2O}}$ — декагидрат тетрабората натрия;
кернит — тетрагидрат тетрабората натрия — ${\ce {Na2B4O7.4H2O}}$ ;
многочисленные минералы класса боратов , в которых помимо оксидов натрия и бора содержатся другие металлы, — кальций , магний , железо и др.;
кристаллогидраты тетрабората натрия выпадают в осадок при пересыхании некоторых бессточных, сезонно пересыхающих солёных озёр, например, в озере Серлс , расположенном в пустыне Мохаве в США , и некоторых озёр в Турции .

Физические свойства

Имеет две метастабильные модификации: β и γ. β-модификация является ромбической с температурой плавления 664 °C, γ-модификация — моноклинная с температурой плавления 710 °C. Температура кипения — 1575 °C. При быстром охлаждении расплава образуется аморфная стекловидная масса с плотностью 2,36 г/см ³ . При медленном охлаждении образуется α-форма (ромбические кристаллы) .

Химические свойства

Растворимость в воде составляет 3,2 г /100 мл (при 25 °C), 10,5 г / 100 мл (при 50 °C), в этаноле — 0,05 г / 100 г (при 25 °C), ацетоне — 0,006 г / 100 г (при 25 °C), не растворим в диэтиловом эфире и глицерине . Реагирует с метанолом при растворении с образованием бороорганических соединений .

Образует несколько кристаллогидратов с разным содержанием воды. Эти кристаллогидраты и безводный тетраборат натрия ${\ce {Na2B4O7}}$ обычно называют «бура́». Примеры кристаллогидратов:

пентагидрат ( ${\ce {Na2B4O7.5H2O}}$ ), так называемая «ювелирная бура», используется при пайке ювелирных изделий;
декагидрат ( ${\ce {Na2B4O7.10H2O}}$ ).

Однако наиболее часто «буро́й» называют декагидрат ${\ce {Na2B4O7.10H2O}}$ . Эта соль представляет собой прозрачные кристаллы с молярной массой 381,43 г/моль, имеющие хорошую растворимость в тёплой воде . При нагревании свыше 400 °C полностью теряет кристаллизационную воду.

Так как тетраборат натрия является солью слабой кислоты и сильного основания, в воде гидролизуется . Водный раствор тетрабората натрия имеет щелочную реакцию.

Взаимодействует с сильными кислотами, образуя соответствующую соль и борную кислоту :

{\ce {Na2B4O7.10H2O + 2 HCl -> 4 H3BO3 + 2 NaCl + 5 H2O}}

.

Многие соли металлов борной кислоты нерастворимы в воде и при взаимодействии в растворе их растворимых солей с тетраборатом натрия образующиеся бораты выпадают в осадок. На этом основано применение буры для «умягчения» воды:

{\ce {Ca^2+_{(aq)}\ + Na2B4O7_{(aq)}-> CaB4O7_{(s)}\ + 2 Na^+_{(aq)}}}

,

{\ce {Mg^{2}+_{(aq)}\ +Na2B4O7_{(}aq)->MgB4O7_{(s)}\ +2Na_{(aq)}^{+}}}

.

С оксидами многих переходных металлов бура при сплавлении образует разнообразно окрашенные соединения — бораты « перлы буры ». По цвету перлов можно судить о качественном химическом составе пробы.

Соединение окрашивает пламя горелки в зелёный цвет (характерная реакция на соединения бора) .

Получение

Десятиводную соль ${\ce {Na2B4O7.10H2O}}$ получают из природных минералов, например, буры или кернита , осуществляя их перекристаллизацию. Также для этой цели применяют химическое взаимодействие некоторых природных боратов ( ашарита и улексита ) с карбонатом или гидрокарбонатом натрия .

Может быть получен реакцией карбоната натрия и борной кислоты при нагреве, пропусканием углекислого газа через раствор метабората натрия .

Применение

Тетраборат натрия применяется:

как сырьё для получения борной кислоты и различных соединений бора ;
в производстве эмалей , глазурей , оптических и цветных стёкол , различных керамик ;
при пайке и плавке металлов в составе флюса ;
при ковке металлов;
в бумажной и фармацевтической промышленности;
в производстве строительных материалов как компонент антисептика для изготовления целлюлозного утеплителя « Эковата »
как дезинфицирующее и консервирующее средство ;
для приготовления буферных растворов;
в аналитической химии :
- как стандартное вещество для определения концентрации растворов кислот ;
- для качественного определения оксидов металлов (по цвету перлов );
в фотографии — в составе медленно действующих проявителей в качестве слабого ускоряющего вещества ;
как компонент моющих средств ;
как компонент косметики ;
как инсектицид в отравленных приманках для уничтожения тараканов ;
используется в слаймах .

В 1977 году мировое производство тетрабората натрия составило 1,5 млн тонн .

Токсичность

Вещество малотоксично для теплокровных животных, ЛД50 для крыс 2,66 г/кг. Пыль может вызывать раздражение слизистых оболочек и неблагоприятно влияет на органы дыхания .

Имеются сведения, что вещество снижает фертильность . По нормам Европейского союза (ЕС) вещества и смеси, импортируемые в ЕС и содержащие буру, с июля 2015 года должны быть маркированы предупреждениями «Может нанести ущерб фертильности» и «Может нанести вред нерожденному ребёнку» .

Также указывается, что длительное, в течение 10—15 лет потребление буры в виде пищевых добавок может провоцировать онкологические заболевания .

См. также

Примечания

↑
↑ .
Franz v Bruchhausen, Siegfried Ebel, Eberhard Hackenthal, Ulrike Holzgrabe. Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis: Folgeband 5: Stoffe L-Z. — Springer-Verlag, 2013. — 299 с. — ISBN 978-3-642-58388-9 .
↑ .
от 14 июля 2015 на Wayback Machine Echa.europa.eu. Retrieved on July 6, 2015.
(неопр.) . Directorate of Consumer Protection, Jakarta, Indonesia (2006). Дата обращения: 10 февраля 2009. Архивировано из 28 декабря 2008 года.