BORAKS: TARIHÇE, YAPI, ÖZELLIKLER, KULLANIMLAR, SENTEZ, RISKLER - KIMYA - 2024

Boraks ya da sodyum borat , Na bir baz formül ile kimyasal bileşiklerin bir grubu için bir atama olduğunu ₂ B ₄ O ₇ . Bazı metalik safsızlıkların varlığıyla yapısal olarak zenginleştirilmesinin yanı sıra çok sayıda hidrat oluşturabilen higroskopik bir tuzdur.

Boraks adı almak ana bileşikler, aşağıda belirtilmektedir: Susuz sodyum tetraborat, Na ₂ B ₄ O ₇ ; sodyum tetraborat pentahidrat (Na ₂ B ₄ O ₇ ) .5H ₂ O olduğu; ve sodyum tetraborat dekahidrat, Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ , O veya N, sodyum tetraborat oktahidrat, eşdeğer ₂ B ₄ O ₅ (OH) ₄ .8H ₂ O.

Boraks parçası. Kaynak: Leon Hupperichs

Takdir edilebileceği gibi, yukarıdaki katıların tümü sadece hidrasyon derecelerinde farklılık gösterir; bazılarının kristallerinde diğerlerinden daha fazla su molekülü vardır. Boraks fiziksel olarak sağlam parçalara veya tebeşir kristallerine benziyor (üstteki resim).

Boraks, mevsimsel göl çökeltilerinde doğal olarak bulunur ve buharlaşarak kurutulur. Boraks, Türkiye, Searles Lakes (California), Atacama Çölü, Şili, Bolivya, Tibet ve Romanya'da üretilmektedir. Boraks kristalleri, yavaş bir çekirdeklenme işlemiyle sentetik olarak elde edilebilir; yani, kristallerin büyümesi tercih edilir.

Susuz ve dekahidratlı sodyum tetraborat soğuk suda çok az çözünür; ancak çözünürlüğü sıcaklıktaki artışla artar. Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O, etilen glikol içinde çok çözünür, etanol içinde orta derecede çözünür ve aseton içinde az çözünür; bunlar sudan daha az polar çözücülerdir.

Boraks, deterjan ve sabun imalatı gibi çok sayıda uygulamaya sahiptir; selülozik malzeme için alev geciktirici olarak; fiberglas üretiminde; metaller, camlar ve seramikler gibi sert yüzeylerin temizlenmesinde; ve diğer kullanımların yanı sıra korozyonun engellenmesinde.

Boraks, gözleri, cildi ve solunum sistemini tahriş eder. Yutulduğunda diğer semptomların yanı sıra kusma, ishal, gevşeklik, çürüme ve nöbetlere neden olabilir. Şu anda insan üremesine zararlı etkileri olabileceğinden şüpheleniliyor.

Tarih

Boraksın tarihi kafa karıştırıcıdır. Tibet'te bir gölün dibinde buharlaşarak kurumuş olduğu kaydedildi. 8. yüzyılda İpek Yolu denilen yolu takiben Tibet'ten Suudi Arabistan'a transfer edildi.

"Boraks" terimi, kendisi için bulunan ve Nevada çöllerinde boraksın taşınması ve Kaliforniya.

Keşfinin bir başka versiyonu, Mısırlıların varlığını uzun süredir bildiklerini ve metallerin ısı ile kaynaklanmasında kullandığını gösteriyor. Ayrıca tıpta ve mumyalama sürecinde kullandılar. Boraks, 13. yüzyılda Marco Polo tarafından Avrupa'ya transfer edildi.

19. yüzyılın ortalarında, o zamandan beri kullanımını yaygınlaştıran Mogave Çölü'nde büyük boraks yatakları keşfedildi.

Boraks yapısı

Boraks iyonlarının yapısı. Kaynak: Smokefoot

Boraks oluşturan iyonlar, özellikle de Na olan bir bileşim formüle sahip bir katıya karşılık gelen üst görüntü dosyası, ₂ · 8H ₂ O (veya Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O).

İlk olarak, anyon kafes yapısı ^2- not edilebilir (iki deprotone olması gerektiği halde, -OH, = O grupları ^- ) bir BOB köprüsü bölünmesi ile, ki burada, bir sekizgen bir halka (dört B atomu ve O, dört) görülebilir iki yarıda.

Söz konusu kafes sabit kalmaz, ancak uzayda titreşir ve farklı şekiller alır; ancak, köprünün çevresinde daha az derecede. Ayrıca çok "oksijenli" olduğu da fark edilebilir; yani, hidrojen bağları yoluyla su molekülleri ile etkileşime girebilen birçok oksijen atomuna sahiptir.

O halde boraks kristallerinin hidratlanıp çok sayıda hidrat oluşturması şaşırtıcı değildir. Dolayısıyla, katı Na ₂ · 8H ₂ O için borat kafesi ile ve aynı zamanda Na ⁺ metal merkezleri ile etkileşime giren sekiz H ₂ O molekülü vardır .

Katyon tarafında, _n'nin değerinin anyon / katyon oranına bağlı olacağı sulu kompleks ⁺ _n'ye sahibiz . Üst katıda, n = 2, dolayısıyla bizde: ²⁺ , 2+ yükü borat anyonunun 2-yükünü nötrleştirir.

kristaller

Boraksın monoklinik birim hücresi. Kaynak: Ben Mills.

Yukarıda, Na ₂ · 8H ₂ O veya Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O kristalleri için monoklinik birim hücre bulunmaktadır.Burada , elektrostatik çekimler ve hidrojen bağları, kristalin her bir açıklığından kaynaklanan yapısal modelleri yönetir veya bunlara hükmeder. .

Diğer hidratlar ve susuz tuz, boraks kristalinin bileşimini ve yapısını değiştirerek su moleküllerinden birini veya tamamını kaybeder. Hepsinde anyon ve katyon aynı kalır (safsızlıklar veya yan reaksiyonlar olmadığı sürece), bu nedenle bu konuda herhangi bir karışıklık olmaz.

Borat anyonu ile ilgili kafa karışıklıkları

Na ₂ · 8H ₂ O ve Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O aynıdır. Neden?

İlk olarak atomları sayılırsa sayı olarak çakıştıkları görülecektir; ve ikinci olarak, anyon B ₄ O ₇ ^2- kabul edilir BOB köprülerin bor kafaları ile bağlantılı iki OH grubu olmaması; birlikte iki H ile, iki OHS ⁺ B ₄ O ₇ ^2- , 2H kadar eklemek ₂ 10H toplam veren, O ₂ , O (8 + 2).

Özellikleri

İsimler

- Boraks.

- Sodyum borat.

- Sodyum tetraborat.

- Disodyum tetraborat.

Moleküler kütle

Susuz: 201,22 g / mol.

Dekahidrat: 381.38 g / mol.

Fiziksel görünüş

Beyaz kristal bir katı.

Yoğunluk

Susuz: 2,4 g / cm ³

Dekahidrat: 1.739 g / cm ³

Erime noktası

Susuz: 743 ° C (1.369 ° F, 1.016 K).

Dekahidrat: 75ºC.

Kaynama noktası

Susuz: 1,575 ° C (2,867 ° F, 1,848 K).

Su çözünürlüğü

31,78 g / L (hem susuz hem de dekahidrat için).

Organik çözücülerde çözünürlük

Etilen glikolde çok çözünür, dietilen glikol ve metanolde orta derecede çözünür ve asetonda az çözünür.

Kırılma indisi (ηD)

Susuz: η ₁ = 1.447; η ₂ = 1.469.

Dekahidrat: η ₂ = 1,472.

istikrar

Uygun saklama koşullarında kararlıdır. Düşük buhar basıncına sahip olmasına rağmen, sıcaklıkla artarak kristalleşmeye ve yoğuşmaya neden olur, bu nedenle sıcaklık ve nemdeki aşırı dalgalanmalardan kaçınılmalıdır.

Işık emisyonu

Sodyum tetraborat, ateş etkisine maruz kaldığında yeşil bir ışık yayar.

Tepkiler

- Suda çözüldüğünde pH'ı yaklaşık 9,2 olan alkali çözeltiler oluşturur.

- Boraks, perborat (PBS) gibi diğer boratları oluşturmak için reaksiyona girer.

- Hidroklorik asit ile reaksiyona girerek borik asit de üretir:

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

- Sodyum tetraborat, amfoterik bir madde gibi davranır, çünkü sulu çözeltide hidrolize olur ve asitleri nötralize edebilir. Aynı şekilde, yüksek konsantrasyonlu alkalileri nötralize ederek ortamın pH'ındaki aşırı yükselmeyi önleyebilir.

Uygulamalar

Boraksın hem insanlarda hem de gerçekleştirdikleri tüm faaliyetlerde çok sayıda uygulaması vardır.

Antioksidan etki

Boraks, oksitleri çözme özelliğine sahiptir. Bu nedenle pirinç, bakır, kurşun ve çinko gibi metallerin geri kazanılmasında kullanılmaktadır.

Dökümhanelerde metal çubukların oksidasyonunu önlemek için de kullanılır. Boraks, havayı hariç tutarak yüzeyini kaplar ve bu nedenle oksidasyonu önler. Ayrıca otomobil imalatında demirli malzemenin paslanmasını engeller.

Boraksın etilen glikol içindeki çözünürlüğü, antifriz formülasyonlarında yararlı olmuştur. Boraks, etilen glikolün ayrışması sırasında oluşan asidik kalıntıları nötralize ederek metal yüzeyinin maruz kalabileceği oksidasyonu en aza indirir.

Yapıştırıcı imalatı

- Boraks, oluklu kağıt ve karton için nişasta yapışkan formülasyonunun bir parçasıdır.

- Kazein ve dekstrin bazlı yapıştırıcıların üretiminde peptize edici bir ajandır.

- Konjuge hidroksil gruplarının çapraz bağlanmasıyla yapışkan malzemeleri güçlendirerek çalışır.

Yangın geciktirici

Selülozik malzemeler ve hidroksil grupları içeren diğer polimerlerde alev geciktirici olarak kullanılır. Eylemini, yakıtların erişimini sınırlayan camsı bir tabaka oluşumu da dahil olmak üzere çeşitli mekanizmalar yoluyla uygular.

Borosilikat cam imalatı (Pyrex)

Boraks, borosilikat cam üretiminde kullanılan bir bor kaynağıdır; yüksek erime noktası, düşük genleşme katsayısı ve termal şoklara karşı yüksek direnç ile karakterize edilir.

Bu, refrakter cam adını alarak, kırılma yaşamadan yüksek sıcaklıklara maruz kalmasını sağlar.

Borosilikat cam, evde yemek pişirmek için kullanılacak malzemelerin imalatında kullanılmaktadır. Ayrıca laboratuvarlarda beherlerde, şişelerde, ölçüm silindirlerinde, pipetlerde vb. Kullanılır.

emülgatör

Boraks, diğer bileşiklerle birlikte, sabunları ve diğer parafinleri emülsifiye etmek için kullanılır. Ayrıca losyon, krem ​​ve merhem üretiminde temel olarak kullanılır.

Temizlik malzemeleri

- Metal, cam, seramik gibi sert yüzeyleri temizlemek için formülasyonlara eklenir.

- Çamaşırhanelerde ve evde kullanılmak üzere el temizleyicileri, cila malzemeleri ve deterjan sabunlarında kullanılır. Ayrıca fabrika zeminlerinden yağlı tortuların uzaklaştırılmasını kolaylaştırır.

Tıbbi kullanımlar

- Mantarlı ayak enfeksiyonlarının tedavisinde kullanılır.

- Bor sağlayan besin formülünün bir parçasıdır. Bu elementin kalsiyum, fosfor ve magnezyum metabolizmasında rol oynadığı ve kemik yapısı için gerekli olabileceği düşünülmektedir.

- Bir hastada uzun vadeli diyabet gelişimini belirlemek için kullanılan bir test olan glikosile hemoglobinin (HbA1C) tayininde yer alır, çünkü bir eritrositin yarı ömrü 120 gündür.

Bu bilgi klinisyen için hastadan alınan bireysel kan şekeri ölçümlerinden daha faydalıdır.

PH tamponu

Biyokimyada kullanılan çeşitli pH tampon sistemlerinde kullanılır; bunların arasında, DNA ve RNA nükleik asitlerinin poliakrilamid elektroforezinde kullanılan Tris (hidroksimetil) aminometan-borat.

Azalan su sertliği

Boraks, suda bulunan kalsiyum ve magnezyum iyonlarıyla birleşerek konsantrasyonlarını azaltabilir. Bu, suyun sertliğini azaltır.

Gübre ve kompost

Boraks, bor kaynağı olarak kullanılır. Bitki hücre duvarının oluşumunda kalsiyum ve bor rol oynar. Ayrıca borun tozlaşmaya yardımcı olduğu, bu nedenle bitkilerin döllenmesine ve çoğalmasına müdahale ettiği belirtilmiştir.

Ahşap koruma

Boraks, odunu tüketen ve tahrip eden bir böcek olan tahta kurduyla savaşır. Ahşap teknelerin korunması ve bakımında da kullanılmaktadır.

Akı ve akı

Çelik ve demirin kaynağında eritme noktası olarak kullanılır, erime noktasının düşmesine ve demir oksidin giderilmesine neden olur; istenmeyen bir kirletici. Benzer bir amaçla altın ve gümüşün lehimlenmesine katılır.

Diğerleri

- Hafif bir pestisit olarak kullanılır; örneğin, yün üzerindeki güvelerle savaşmak için.

- Püskürtme, dolaplarda, iç tanklarda, duvarlardaki boşluklarda ve genel olarak daha fazla kirletici pestisit kullanımının istenmediği yerlerde bulunan zararlıları kontrol etmek için kullanılır.

- Nükleer reaktörlerde, aşırı durumlarda bir zincirleme reaksiyon üretebilecek reaksiyonları kontrol etmek için kullanılır.

- Araba radyatörlerinde boraks su sızıntısı olan yerleri tıkamak için kullanılır.

sentez

Boraks, bor, sodyum ve kalsiyum elementlerinden oluşan mineral üleksitin NaCaB ₅ O ₉ .8H ₂ O formülü ile sodyum karbonat ve sodyum hidrokarbonat ile sulu ortamda reaksiyona sokulmasıyla elde edilir .

Aslında, sodyum tetraborat veya boraks sentezi çok az kullanılır; Üretilen bileşiğin çoğu, onu içeren minerallerin ekstraksiyonu ile elde edilir.

İşlem, cevherin su içinde çözülmesi, ardından kil içinde bir süzme ve son olarak sulu çözeltinin buharlaştırılması şeklinde özetlenebilir.

Riskler

Boraks doğal bir üründür ancak insan sağlığına bir dizi zarar verebilir. Örneğin, boraks tozu ile temas, dermatite yol açabilecek cilt tahrişine neden olabilir.

Benzer şekilde boraks, gözleri ve üst solunum yollarını tahriş eder. Solunduğunun semptomları arasında öksürük ve boğaz ağrısı bulunur.

Bu arada boraks alımı şu semptomları gösterir: kusma, bulantı, ishal, gevşeklik, baş ağrısı ve nöbetler. Ek olarak, merkezi sinir sistemi ve böbrek fonksiyonu da etkilenebilir.

Boraks ile beslenen erkek sıçanlar üzerinde yapılan çalışmalarda, bunlarda testis atrofisi görülmüştür. Gebe dişi sıçanlarla yapılan çalışmalar, boraksın plasentayı geçebileceğini ve düşük doğum ağırlığı ile ortaya çıkan fetal gelişimde bir değişiklik yarattığını gösterdi.

Boraksa maruz kalmanın erkeklerde erkek üreme işlevini etkilediğine inanılıyor, bu da sperm sayısındaki azalma ile kendini gösteriyor.

Yetişkinlerde boraks alımı için 10 ila 25 gramlık ölümcül bir doz tahmin edilmektedir.

Referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya. (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2019). Argon. PubChem Veritabanı. CID = 23968. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Karolyn Burns, Seneca Joseph ve Dr. Ryan Baumbach. (Sf). Boraks Kristallerinin ve Metaller Arası Alaşımların Sentezi ve Özellikleri. Nationalmaglab.org adresinden kurtarıldı
4. Vikipedi. (2019). Boraks. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
5. Rio Tinto. (2019). Boraks dekahidrat. 20 Katır Takımı Boraks. Borax.com'dan kurtarıldı
6. Fletcher Jenna. (14 Ocak 2019). Boraks kullanmak güvenli midir? Kurtarıldı: medicalnewstoday.com