- història
- Estructura de l'bòrax
- vidres
- Confusions amb l'anió borat
- propietats
- noms
- massa molecular
- aparença física
- densitat
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- Solubilitat en aigua
- Solubilitat en solvents orgànics
- Índex de refracció (ηD)
- estabilitat
- Emissió de llum
- reaccions
- usos
- acció antioxidant
- Elaboració d'adhesius
- Retardant de foc
- Elaboració de vidre borosilicado (Pyrex)
- emulsionant
- Material de neteja
- usos mèdics
- Amortidor de pH
- Disminució de la duresa de l'aigua
- Fertilitzant i abonament
- Conservació de la fusta
- Fundent i flux
- altres
- síntesi
- Riscos
- referències
El bòrax o borat de sodi és una denominació per a un grup de compostos químics amb una fórmula base de Na 2 B 4 O 7. Es tracta d'una sal higroscòpica capaç de formar nombrosos hidrats, a més d'enriquir-estructuralment per la presència de certes impureses metàl·liques.
Els principals compostos que reben el nom de bòrax són els següents: tetraborat sòdic anhidre, Na 2 B 4 O 7; tetraborat sòdic pentahidratado (Na 2 B 4 O 7).5H 2 O; i tetraborat sòdic decahidratat, Na 2 B 4 O 7.10H 2 O, o el seu equivalent, el tetraborat sòdic octahidratado, Na 2 B 4 O 5 (OH) 4.8H 2 O.
Fragment de bòrax. Font: Leon Hupperichs
Tal com es pot apreciar, tots els sòlids anteriors difereixen únicament en el seu grau d'hidratació; uns tenen més molècules d'aigua en els seus vidres que altres. Físicament el bòrax és semblant a trossos o vidres robustos de guix (imatge superior).
En forma natural el bòrax és trobat en sediments de llacs estacionals, dessecats per l'evaporació. Es produeix bòrax a Turquia, Searles Lakes (Califòrnia), al desert d'Atacama, Xile, Bolívia, el Tibet i Romania. Sintèticament poden obtenir cristalls de bòrax mitjançant un procés lent de nucleació; és a dir, un en què s'afavoreix el creixement dels cristalls.
El tetraborat sòdic, anhidre i decahidratat, són poc solubles en aigua freda; però augmenta la seva solubilitat amb un increment de la temperatura. El Na 2 B 4 O 7.10H 2 O és molt soluble en etilenglicol, moderadament soluble en etanol i poc soluble en acetona; aquests són solvents menys polars que l'aigua.
El bòrax té nombroses aplicacions, com ara en l'elaboració de detergents i sabons; com retardant de foc de l'material cel·lulòsic; en la producció de la fibra de vidre; en la neteja de superfícies dures com metalls, vidres i ceràmiques; i en la inhibició de la corrosió, entre altres usos.
El bòrax és irritant per als ulls, la pell i en el tracte respiratori. Per ingestió pot produir, entre d'altres símptomes, vòmits, diarrea, flacciditat, decaïment i convulsions. Actualment es sospita que pot tenir efectes nocius sobre la reproducció humana.
història
La història de l'bòrax és confusa. S'assenyala que va ser descobert al llit d'un llac de l'Tibet, dessecat per l'evaporació. Era traslladat al segle VIII de l'Tibet a l'Aràbia Saudita, seguint l'anomenada Ruta de la Seda.
El terme «bòrax» es va popularitzar arran de les nombroses aplicacions que li van ser trobades i comercialitzades sota el nom de 20 Mule Team Borax Tradermax, el qual feia referència a la forma en què era transportat el bòrax a través dels deserts de Nevada i Califòrnia.
Una altra versió del seu descobriment assenyala que els egipcis coneixien des de fa molt de la seva existència, fent-lo servir en la soldadures de metalls mitjançant la calor. A més, l'empraven en medicina i en el procés de momificació. El bòrax va ser traslladat a Europa al segle XIII per Marco Polo.
A mitjan el segle XIX es van descobrir grans jaciments de bòrax al desert de Mogave, el que va fer comú el seu ús des de llavors.
Estructura de l'bòrax
Estructura dels ions de l'bòrax. Font: Smokefoot
A la imatge superior es mostren els ions que conformen el bòrax, específicament corresponents a un sòlid amb una fórmula composicional de Na 2 · 8H 2 O (o Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O).
Primerament, pot notar-se l'estructura engabiada de l'anió 2- (encara que hauria de tenir dos grups -OH desprotonats, -O -), en la qual s'aprecia un anell octogonal (quatre àtoms de B i quatre d'O), amb un pont BOB dividint en dues meitats.
Aquesta gàbia no roman estàtica, sinó que vibra i adopta diferents conformacions en l'espai; però, en menor grau en les rodalies de el pont. Així mateix, pot notar-se que està molt "oxigenada"; és a dir, compta amb molts àtoms d'oxigen, capaços d'interactuar amb molècules d'aigua mitjançant ponts d'hidrogen.
No és d'estranyar llavors que els cristalls de bòrax puguin hidratar-se i generar nombrosos hidrats. Així, per al sòlid Na 2 · 8H 2 O, hi ha vuit molècules d'H 2 O interaccionant amb la gàbia de borat, i a el mateix temps, amb els centres metàl·lics de Na +.
Pel costat de l'catió, es té el complex aquós + n, on el valor de n dependrà de la proporció anió / catió. En el sòlid superior, n = 2, per la qual es té: 2+, la càrrega 2+ neutralitza la càrrega 2- de l'anió borat.
vidres
Cel·la unitària monoclínica de l'bòrax. Font: Ben Mills.
A dalt es té la cel·la unitària monoclínica per als vidres de Na 2 · 8H 2 O o Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O. Aquí les atraccions electrostàtiques i els ponts d'hidrogen regeixen o dominen els patrons estructurals originats en cada pam de l'vidre.
Els altres hidrats i la sal anhidra perden una o totes les seves molècules d'aigua, alterant la composició i estructura de l'vidre de bòrax. En tots ells, l'anió i catió segueixen sent el mateix (llevat que hi hagi impureses o reaccions laterals), de manera que no poden generar confusions a l'respecte.
Confusions amb l'anió borat
Na 2 · 8H 2 O i Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O són el mateix. Per què?
En primer lloc, si es compten els seus àtoms es veuran que coincideixen en nombre; i en segon lloc, en l'anió B 4 O 7 2- es considera l'absència dels dos grups OH enllaçats als capçals de bor dels ponts BOB; 2 OH que, al costat dels dos H + provinents de l'B 4 O 7 2-, sumen 2 H 2 O, donant un total de 10 H 2 O (8 + 2).
propietats
noms
- Bòrax.
- Borat sòdic.
- tetraborat sòdic.
- tetraborat disòdic.
massa molecular
Anhidre: 201,22 g / mol.
Decahidratat: 381,38 g / mol.
aparença física
Un sòlid blanc cristal·lí.
densitat
Anhidre: 2,4 g / cm 3
Decahidratat: 1,739 g / cm 3
Punt de fusió
Anhidre: 743 ºC (1.369 º F, 1.016 K).
Decahidratat: 75 ºC.
Punt d'ebullició
Anhidre: 1.575 ºC (2.867 º F, 1.848 K).
Solubilitat en aigua
31,78 g / L (tant per a la anhidra com el decahidrat).
Solubilitat en solvents orgànics
És molt soluble en etilenglicol, moderadament soluble en dietilenglicol i metanol, i lleugerament soluble en acetona.
Índex de refracció (ηD)
Anhidre: η 1 = 1,447; η 2 = 1,469.
Decahidratat: η 2 = 1,472.
estabilitat
És estable sota les condicions adequades d'emmagatzematge. Encara que té una pressió de vapor baixa, aquesta s'incrementa amb la temperatura, arribant a produir cristal·lització i condensació, de manera que s'han d'evitar les fluctuacions excessives de la temperatura i la humitat.
Emissió de llum
El tetraborat sòdic a l'ésser sotmès a l'acció de foc emet una llum verda.
reaccions
- A l'dissoldre en l'aigua origina solucions alcalines amb un pH al voltant de 9,2.
- El bòrax reacciona per formar altres borats, com ara perborat (PBS).
- També produeix àcid bòric a l'reaccionar amb l'àcid clorhídric:
Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O + HCl => 4 H 3 BO 3 + 2 Na + + 2 Cl - + 5 H 2 O
- El tetraborat sòdic es comporta com una substància anfótera, ja que en solució aquosa s'hidrolitza i és capaç de neutralitzar àcids. De la mateixa manera, és capaç de neutralitzar els àlcalis d'alta concentració, evitant una elevació excessiva de l'pH de l'mig.
usos
El bòrax té nombroses aplicacions, tant en l'ésser humà com en el conjunt d'activitats que aquest realitza.
acció antioxidant
El bòrax té la capacitat de dissoldre els òxids. Per aquesta raó és usat en la recuperació de metalls com llautó, coure, plom i zinc.
També és usat per prevenir l'oxidació de les barres de metalls en les foses. El bòrax recobreix la seva superfície, excloent l'aire, i per tant, evitant l'oxidació. A més, prevé la corrosió de l'material ferrós en la manufactura dels automòbils.
La solubilitat de l'bòrax en etilenglicol ha estat d'utilitat en les formulacions anticongelants. El bòrax neutralitza els residus àcids que es produeixen durant la descomposició de l'etilenglicol, minimitzant l'oxidació que poden patir la superfície dels metalls.
Elaboració d'adhesius
- El bòrax és part d'una formulació adhesiva de midó per a paper corrugat i cartró.
- És un agent peptizante en la manufactura d'adhesius basats en la caseïna i la dextrina.
- Actua enfortint els materials adhesius mitjançant l'entrecreuament dels grups hidroxils conjugats.
Retardant de foc
S'usa com retardant de foc en els materials cel·lulòsics i en altres polímers que contenen grups hidroxils. Exerceix la seva acció a través de diversos mecanismes, entre ells, la formació d'una capa vítria que limita l'accés dels combustibles.
Elaboració de vidre borosilicado (Pyrex)
El bòrax és una font de bor utilitzat en l'elaboració de l'vidre borosilicado; caracteritzat per un punt de fusió elevat, baix coeficient d'expansió i alta resistència als xocs tèrmic.
Això li permet ser sotmès a altes temperatures sense que experimenti fractures, rebent la denominació de vidre refractari.
El vidre borosilicado és utilitzat en l'elaboració de materials per a ser usat en la llar per coure aliments. També s'usa en els laboratori en gots de precipitats, fioles, cilindres de mesures, pipetes, etc.
emulsionant
El bòrax, juntament amb altres compostos, s'empra per emulsionar els sabons i altres parafines. També és usat com a base per a l'elaboració de locions, cremes i pomades.
Material de neteja
- És agregat en les formulacions per netejar superfícies ferms com la de metalls, vidres i ceràmica.
- S'usa en netejadors de mà, material de polit i sabons detergents d'ús en les bugaderies i en la llar. A més, facilita la remoció de dipòsits oliosos dels pisos de les fàbriques.
usos mèdics
- S'usa en el tractament d'infeccions amb fongs als peus.
- Forma part de la fórmula de nutrients que subministren bor. Aquest element es pensa que intervé en el metabolisme de l'calci, fòsfor i magnesi, podent ser necessari per a l'estructura òssia.
- Intervé en la determinació de l'hemoglobina glicosilada (HbA1C), prova que serveix per conèixer el desenvolupament de la diabetis a llarg termini en un pacient, ja que el temps de vida mitjana d'un eritròcit és de 120 dies.
Aquesta informació és més útil per al metge que les determinacions aïllades de la glucèmia de l'pacient.
Amortidor de pH
S'usa en diversos sistemes amortidors de pH usats en bioquímica; entre ells, el Tris (hidroximetil) aminometano-borat, usat en l'electroforesi en poliacrilamida dels àcids nucleics DNA i RNA.
Disminució de la duresa de l'aigua
El bòrax és capaç de combinar-se amb els ions calci i magnesi presents en l'aigua, disminuint la seva concentració. D'aquesta manera es redueix la duresa de l'aigua.
Fertilitzant i abonament
El bòrax és utilitzat com a font de bor. El calci i el bor intervenen en la formació de la paret cel·lular de les plantes. A més, s'ha assenyalat que el bor afavoreix la pol·linització, de manera que intervé en la fertilització i proliferació de les plantes.
Conservació de la fusta
El bòrax combat el corc, coleòpter que consumeix i destrueix la fusta. Així mateix, s'utilitza en la conservació i manteniment dels vaixells de fusta.
Fundent i flux
S'usa com a fonent en la soldadura d'acer i ferro, provocant una disminució del punt de fusió i l'eliminació de l'òxid de ferro; un contaminant indesitjable. Amb un cap semblant, participa a la soldadura d'l'or i la plata.
altres
- S'usa com un pesticida suau; per exemple, per al combat de les arnes a la llana.
- Polvoritzat serveix per al control de plagues presents en armaris, dipòsits interns, en els buits de les parets, i en general, on no es desitja l'ús de plaguicides més contaminants.
- S'utilitza en els reactors nuclears per controlar reaccions que poguessin produir, en casos extrems, una reacció en cadena.
- En els radiadors dels automòbils el bòrax es fa servir per obturar els llocs on hi ha fuites d'aigua.
síntesi
S'obté el bòrax fent reaccionar el mineral ulexita, compost pels elements bor, sodi i calci, de fórmula NaCaB 5 O setembre.8H 2 O, amb carbonat de sodi i hidrocarbonato de sodi en medi aquós.
En realitat, s'usa poc la síntesi de l'tetraborat de sodi o bòrax; la major part de l'compost produït és obtingut per la seva extracció dels minerals que el contenen.
El procés es pot resumir en una dissolució de la mena en aigua, seguida d'una filtració en argila i finalment una evaporació de la dissolució aquosa.
Riscos
El bòrax és un producte natural, però, pot produir una sèrie de danys per a la salut en l'ésser humà. Per exemple, pel contacte amb la pols de bòrax, es pot produir una irritació de la pell que pogués ocasionar una dermatitis.
Igualment, el bòrax produeix irritació dels ulls i de l'tracte respiratori superior. Entre els símptomes de la seva inhalació, es troben la tos i el mal de coll.
Mentrestant, la ingesta de bòrax presenta els següents símptomes: vòmits, nàusees, diarrea, flacciditat, mal de cap i convulsions. A més, es pot produir una afectació de sistema nerviós central i de l'funcionament renal.
A partir d'estudis realitzats en rates de el sexe masculí, alimentades amb bòrax, es va observar en elles atròfia testicular. Mentre que els estudis realitzats amb rates de el sexe femení embarassades van assenyalar que el bòrax podia travessar la placenta, produint una alteració de el desenvolupament fetal, manifestada per un baix pes a l'néixer.
Es creu que l'exposició a l'bòrax pot afectar la funció reproductiva masculina en l'home, manifestada per una reducció en el recompte dels espermatozoides.
S'estima un dosi fatal de 10 a 25 grams per a la ingesta de bòrax en les persones adultes.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Argon. PubChem Database. CID = 23968. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Karolyn Burns, Seneca Joseph, & Dr. Ryan Baumbach. (Sf). Synthesis and Properties of Borax Crystals and Intermetallic Alloys. Recuperat de: nationalmaglab.org
- Wikipedia. (2019). Borax. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Rio Tinto. (2019). Borax decahidrate. 20 Mule Team Borax. Recuperat de: borax.com
- Fletcher Jenna. (14 de gener de al 2019). Is bòrax safe to use? Recuperat de: medicalnewstoday.com