BORAX: KASAYSAYAN, ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGGAMIT, SYNTHESIS, PANGANIB - CHEMISTRY - 2025

Ang borax o sodium borate ay isang pagtatalaga para sa isang pangkat ng mga kemikal na compound na may isang batayang pormula ng Na ₂ B ₄ O ₇ . Ito ay isang hygroscopic salt na may kakayahang bumubuo ng maraming hydrates, bilang karagdagan sa pagiging istruktura na yaman ng pagkakaroon ng ilang mga impurities ng metal.

Ang mga pangunahing tambalan na tumatanggap ng pangalan ng borax ay ang mga sumusunod: anhydrous sodium tetraborate, Na ₂ B ₄ O ₇ ; sodium tetraborate pentahydrate (Na ₂ B ₄ O ₇ ) .5H ₂ O; at sodium tetraborate decahydrate, Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O, o katumbas nito, sodium tetraborate octahydrate, Na ₂ B ₄ O ₅ (OH) ₄ .8H ₂ O.

Ang fragment ng Borax. Pinagmulan: Leon Hupperichs

Tulad ng maaaring pinahahalagahan, ang lahat ng mga nasa itaas na solido ay naiiba lamang sa kanilang antas ng hydration; ang ilan ay may higit na mga molekula ng tubig sa kanilang mga kristal kaysa sa iba. Pisikal, ang borax ay mukhang matibay na mga piraso o mga kristal ng tisa (tuktok na imahe).

Ang Borax ay natural na natagpuan sa pana-panahong mga sediment ng lawa, pinatuyo ng pagsingaw. Ang Borax ay ginawa sa Turkey, Searles Lakes (California), sa Desyerto ng Atacama, Chile, Bolivia, Tibet, at Romania. Ang mga kristal ng Borax ay maaaring makuha synthetically sa pamamagitan ng isang mabagal na proseso ng nucleation; iyon ay, kung saan pinapaboran ang paglaki ng mga kristal.

Ang sodium tetraborate, anhydrous at decahydrated, ay hindi maayos na natutunaw sa malamig na tubig; ngunit ang pag-solubility nito ay nagdaragdag ng pagtaas sa temperatura. Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O ay napaka natutunaw sa ethylene glycol, katamtamang natutunaw sa ethanol at bahagyang natutunaw sa acetone; ang mga ito ay hindi gaanong polar solvents kaysa sa tubig.

Ang Borax ay may maraming mga aplikasyon, tulad ng sa paggawa ng mga detergents at sabon; bilang retardant ng apoy para sa cellulosic material; sa paggawa ng fiberglass; sa paglilinis ng mga hard ibabaw tulad ng mga metal, baso at keramika; at sa pagsugpo ng kaagnasan, bukod sa iba pang mga gamit.

Nakakainis ang Borax sa mata, balat, at respiratory tract. Sa pamamagitan ng paglunok maaari itong magdulot, bukod sa iba pang mga sintomas, pagsusuka, pagtatae, pagkawasak, pagkabulok at pag-agaw. Sa kasalukuyan ay pinaghihinalaang na maaaring magkaroon ito ng mga mapanganib na epekto sa pagpaparami ng tao.

Kasaysayan

Ang kasaysayan ng borax ay nakalilito. Nabanggit na natuklasan ito sa kama ng isang lawa sa Tibet, pinatuyo ng pagsingaw. Inilipat ito noong ika-8 siglo mula sa Tibet patungong Saudi Arabia, kasunod ng tinaguriang Silk Road.

Ang katagang "borax" ay naging tanyag bilang isang resulta ng maraming mga aplikasyon na natagpuan para dito at ipinagbili sa ilalim ng pangalang 20 Mule Team Borax Tradermax, na tinukoy ang paraan kung saan ang borax ay dinala sa pamamagitan ng mga disyerto ng Nevada at California.

Ang isa pang bersyon ng pagtuklas nito ay nagpapahiwatig na alam ng mga taga-Egypt ang pagkakaroon nito sa loob ng mahabang panahon, ginagamit ito sa hinang ng mga metal sa pamamagitan ng init. Bilang karagdagan, ginamit nila ito sa gamot at sa proseso ng pagmamura. Si Borax ay inilipat sa Europa noong ika-13 siglo ng Marco Polo.

Noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo, ang mga malalaking deposito ng borax ay natuklasan sa Mogave Desert, na ginawang karaniwan nang paggamit nito.

Istraktura ng Borax

Istraktura ng mga borax ion. Pinagmulan: Smokefoot

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng mga ions na bumubuo ng borax, partikular na naaayon sa isang solid na may isang compositional formula ng Na ₂ · 8H ₂ O (o Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O).

Una, mapapansin ang caged na istraktura ng anion ^2- (bagaman dapat itong magkaroon ng dalawang mga na-deprotonated -OH groups, -O ^- ), kung saan makikita ang isang octagonal singsing (apat na mga atomo ng B at apat ng O), na may isang tulay na BOB na naghahati nito sa dalawang halves.

Ang sinabi na kulungan ay hindi mananatiling static, ngunit nag-vibrate at nagpatibay ng iba't ibang mga hugis sa kalawakan; gayunpaman, sa isang mas mababang antas sa paligid ng tulay. Gayundin, mapapansin na ito ay napaka "oxygenated"; iyon ay, mayroong maraming mga atomo ng oxygen, na may kakayahang makipag-ugnay sa mga molekula ng tubig sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen.

Hindi nakakagulat na ang mga borax crystals ay maaaring mag-hydrate at makabuo ng maraming hydrates. Sa gayon, para sa solidong Na ₂ · 8H ₂ O, mayroong walong H ₂ O na mga molekula na nakikipag-ugnay sa kulungan ng borate, at sa parehong oras, kasama ang mga metal na sentro ng Na ⁺ .

Sa panig ng cation, mayroon kaming aqueous complex ⁺ _n , kung saan ang halaga ng n ay depende sa ratio ng anion / cation. Sa itaas na solid, n = 2, kaya mayroon kami: ²⁺ , na ang 2+ singil ay neutralisahin ang 2-singil ng borate anion.

Mga kristal

Monoclinic unit cell ng borax. Pinagmulan: Ben Mills.

Sa itaas ay ang cell unit ng monoclinic para sa Na ₂ · 8H ₂ O o Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O mga kristal . .

Ang iba pang mga hydrates at ang anhydrous salt ay nawala ang isa o lahat ng kanilang mga molekula ng tubig, binabago ang komposisyon at istraktura ng kristal ng borax. Sa lahat ng mga ito, ang anion at cation ay nananatiling pareho (maliban kung may mga impurities o side reaksyon), kaya walang pagkalito sa pagsasaalang-alang na ito.

Pagkalito sa borate anion

Na ₂ · 8H ₂ O at Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O ay pareho. Bakit?

Sa una, kung ang mga atomo nito ay mabibilang, makikita na nagkakasabay sila sa bilang; at pangalawa, sa anion B ₄ O ₇ ^2- ang kawalan ng dalawang pangkat ng OH na nauugnay sa mga boron na ulo ng mga tulay ng BOB ay isinasaalang-alang; dalawang OH na, kasama ang dalawang H ⁺ mula sa B ₄ O ₇ ^2- , magdagdag ng hanggang 2 H ₂ O, na nagbibigay ng kabuuang 10 H ₂ O (8 + 2).

Ari-arian

Mga Pangalan

- Borax.

- Sodium borate.

- Sodium tetraborate.

- Disodium tetraborate.

Molekular na masa

Anhydrous: 201.22 g / mol.

Decahydrate: 381.38 g / mol.

Pisikal na hitsura

Isang puting kristal na solid.

Density

Anhydrous: 2.4 g / cm ³

Pagdeklara: 1,739 g / cm ³

Temperatura ng pagkatunaw

Anhydrous: 743 ° C (1,369 ° F, 1,016 K).

Decahydrate: 75 ºC.

Punto ng pag-kulo

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

Pagkakatunaw ng tubig

31.78 g / L (para sa parehong anhydrous at decahydrate).

Solubility sa mga organikong solvent

Ito ay napaka natutunaw sa ethylene glycol, katamtamang natutunaw sa diethylene glycol at methanol, at bahagyang natutunaw sa acetone.

Refractive index (ηD)

Anhydrous: η ₁ = 1.447; η ₂ = 1.469.

Decahydrate: η ₂ = 1.472.

Katatagan

Ito ay matatag sa ilalim ng tamang mga kondisyon ng imbakan. Bagaman mayroon itong isang mababang presyon ng singaw, nadaragdagan ito ng temperatura, na humahantong sa pagkikristal at paghalay, kaya ang labis na pagbabagu-bago sa temperatura at halumigmig ay dapat iwasan.

Banayad na paglabas

Ang sodium tetraborate, kapag sumailalim sa pagkilos ng apoy, ay nagpapalabas ng isang berdeng ilaw.

Mga reaksyon

- Kapag natunaw sa tubig, lumilikha ito ng mga solusyon sa alkalina na may isang pH sa paligid ng 9.2.

- Tumugon ang Borax upang mabuo ang iba pang mga borates, tulad ng perborate (PBS).

- Gumagawa din ito ng boric acid sa pamamagitan ng pagtugon sa hydrochloric acid:

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

- Ang sodium tetraborate ay kumikilos tulad ng isang sangkap na amphoteric, dahil sa may tubig na solusyon ay nag-hydrolyze ito at may kakayahang neutralisahin ang mga acid. Sa parehong paraan, ito ay may kakayahang neutralisahin ang mataas na konsentrasyon ng alkalis, pag-iwas sa isang labis na pagtaas sa pH ng daluyan.

Aplikasyon

Maraming mga aplikasyon ang Borax, kapwa sa mga tao at sa lahat ng mga aktibidad na kanilang isinasagawa.

Aksyon na Antioxidant

Ang Borax ay may kakayahang matunaw ang mga oxides. Para sa kadahilanang ito ay ginagamit ito sa pagbawi ng mga metal tulad ng tanso, tanso, tingga at sink.

Ginagamit din ito upang maiwasan ang oksihenasyon ng mga metal bar sa mga foundry. Sinasaklaw ng Borax ang ibabaw nito, hindi kasama ang hangin, at samakatuwid, pinipigilan ang oksihenasyon. Bilang karagdagan, pinipigilan ang kaagnasan ng ferrous na materyal sa pagmamanupaktura ng sasakyan.

Ang solubility ng borax sa ethylene glycol ay naging kapaki-pakinabang sa mga formorm ng antifreeze. Borax neutralisahin ang acidic residues na ginawa sa panahon ng agnas ng ethylene glycol, pinapaliit ang oksihenasyon na maaaring sumailalim sa ibabaw ng mga metal.

Paggawa ng adhesives

- Ang Borax ay bahagi ng isang pagbabalangkas ng starch adhesive para sa corrugated paper at karton.

- Ito ay isang peptizing agent sa paggawa ng adhesive batay sa casein at dextrin.

- Gumagana ito sa pamamagitan ng pagpapalakas ng mga malagkit na materyales sa pamamagitan ng pag-crosslink ng mga conjugated hydroxyl group.

Ang retardant ng apoy

Ginagamit ito bilang isang retardant ng apoy sa mga cellulosic na materyales at iba pang mga polimer na naglalaman ng mga pangkat na hydroxyl. Sinusubukan nito ang pagkilos sa pamamagitan ng iba't ibang mga mekanismo, kabilang ang pagbuo ng isang vitreous layer na naglilimita sa pag-access ng mga fuel.

Pagyari ng borosilicate na baso (Pyrex)

Ang Borax ay isang mapagkukunan ng boron na ginagamit sa paggawa ng borosilicate na baso; nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na punto ng pagkatunaw, mababang koepisyent ng pagpapalawak at mataas na pagtutol sa mga thermal shocks.

Pinapayagan nito na mapailalim sa mataas na temperatura nang hindi nakakaranas ng mga bali, na natatanggap ang pangalan ng refractory glass.

Ang Borosilicate na baso ay ginagamit sa paggawa ng mga materyales na gagamitin sa bahay upang maghurno ng pagkain. Ginagamit din ito sa mga laboratoryo sa mga beaker, flasks, pagsukat ng mga cylinders, pipette, atbp.

Emulsifier

Ang Borax, kasama ang iba pang mga compound, ay ginagamit upang mapupuksa ang mga sabon at iba pang mga paraffins. Ginagamit din ito bilang isang batayan para sa paggawa ng mga lotion, cream at ointment.

Paglilinis ng mga gamit

- Ito ay idinagdag sa mga formulasyon upang linisin ang mga firm firm na tulad ng metal, baso at seramik.

- Ginagamit ito sa mga hand cleaner, buli na materyal at mga sabong panghuhugas para magamit sa mga laundry at sa bahay. Bilang karagdagan, pinadali nito ang pagtanggal ng mga madulas na deposito mula sa mga sahig ng pabrika.

Mga medikal na gamit

- Ginagamit ito sa paggamot ng impeksyon sa fungal foot.

- Ito ay bahagi ng pormula ng mga nutrisyon na nagbibigay ng boron. Ang sangkap na ito ay naisip na kasangkot sa metabolismo ng calcium, posporus at magnesiyo, at maaaring kinakailangan para sa istraktura ng buto.

- Ito ay kasangkot sa pagpapasiya ng glycosylated hemoglobin (HbA1C), isang pagsubok na ginamit upang matukoy ang pangmatagalang pag-unlad ng diyabetis sa isang pasyente, dahil ang kalahating buhay ng isang erythrocyte ay 120 araw.

Ang impormasyong ito ay mas kapaki-pakinabang sa klinika kaysa sa mga indibidwal na mga sukat ng glucose sa dugo mula sa pasyente.

PH buffer

Ginagamit ito sa iba't ibang mga system ng pH buffer na ginagamit sa biochemistry; bukod sa kanila, si Tris (hydroxymethyl) aminomethane-borate, na ginamit sa polyacrylamide electrophoresis ng DNA at RNA nucleic acid.

Nabawasan ang katigasan ng tubig

Ang Borax ay may kakayahang pagsamahin sa kaltsyum at magnesium ions na nasa tubig, binabawasan ang kanilang konsentrasyon. Binabawasan nito ang tigas ng tubig.

Pataba at pag-aabono

Ang Borax ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng boron. Ang kaltsyum at boron ay kasangkot sa pagbuo ng pader ng cell cell. Bilang karagdagan, itinuro na ang boron ay pinapaboran ang polinasyon, kung kaya't kung bakit nakagambala ito sa pagpapabunga at paglaki ng mga halaman.

Pagpapanatili ng kahoy

Ang Borax ay nakikipaglaban sa kahoy na kahoy, isang salagubang na kumokonsulta at sumisira sa kahoy. Ginagamit din ito sa pag-iingat at pagpapanatili ng mga kahoy na bangka.

Flux at flux

Ginagamit ito bilang isang pagkilos ng bagay sa hinang ng bakal at bakal, na nagiging sanhi ng pagbaba sa punto ng pagtunaw at pag-aalis ng iron oxide; isang hindi kanais-nais na kontaminasyon. Para sa isang katulad na layunin, nakikilahok siya sa paghihinang ng ginto at pilak.

Ang iba pa

- Ginagamit ito bilang banayad na pestisidyo; halimbawa, upang labanan ang mga moth sa lana.

- Ang pag-spray ay ginagamit upang makontrol ang mga peste na naroroon sa mga cabinets, panloob na tanke, sa mga butas sa mga dingding, at sa pangkalahatan, kung saan hindi nais ang paggamit ng maraming mga pestisidyo.

- Ginagamit ito sa mga nukleyar na reaktor upang makontrol ang mga reaksyon na maaaring magawa, sa matinding kaso, isang reaksyon ng kadena.

- Sa mga radiator ng kotse, ginagamit ang borax upang i-block ang mga lugar kung saan may mga pagtagas sa tubig.

Sintesis

Ang Borax ay nakuha sa pamamagitan ng pag-reaksyon ng mineral ulexite, na binubuo ng mga elemento na boron, sodium at calcium, kasama ang pormula NaCaB ₅ O ₉ .8H ₂ O, na may sodium carbonate at sodium hydrocarbonate sa may tubig medium.

Sa katunayan, ang synthesis ng sodium tetraborate o borax ay maliit na ginagamit; Karamihan sa mga compound na ginawa ay nakuha sa pamamagitan ng pagkuha ng mga mineral na naglalaman nito.

Ang proseso ay maaaring ibubuod sa isang paglusaw ng mineral sa tubig, na sinusundan ng isang pagsala sa luwad at sa wakas ay isang pagsingaw ng may tubig na solusyon.

Mga panganib

Ang Borax ay isang likas na produkto, gayunpaman, maaari itong maging sanhi ng isang serye ng mga pinsala sa kalusugan ng tao. Halimbawa, ang pakikipag-ugnay sa borax powder ay maaaring maging sanhi ng pangangati ng balat na maaaring humantong sa dermatitis.

Katulad nito, ang borax ay nagdudulot ng pangangati sa mga mata at upper respiratory tract. Ang mga simtomas ng paglanghap nito ay may kasamang ubo at namamagang lalamunan.

Samantala, ang paggamit ng borax ay nagtatanghal ng mga sumusunod na sintomas: pagsusuka, pagduduwal, pagtatae, flaccidity, sakit ng ulo at mga seizure. Bilang karagdagan, ang sentral na sistema ng nerbiyos at pagpapaandar ng bato ay maaaring maapektuhan.

Mula sa mga pag-aaral na isinagawa sa mga daga ng lalaki, pinakain ng borax, testicular atrophy ay sinusunod sa kanila. Habang isinagawa ang mga pag-aaral na may mga buntis na babaeng daga na ipinapahiwatig na ang borax ay maaaring tumawid sa inunan, na gumagawa ng isang pagbabago ng pag-unlad ng pangsanggol, na ipinakita ng isang mababang timbang ng kapanganakan.

Ang pagkakalantad sa borax ay pinaniniwalaan na nakakaapekto sa pag-andar ng reproduktibo ng lalaki sa mga lalaki, na ipinakita sa pamamagitan ng pagbawas sa bilang ng tamud.

Ang isang nakamamatay na dosis ng 10 hanggang 25 gramo ay tinatantya para sa paggamit ng borax sa mga matatanda.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Argon. PubChem Database. CID = 23968. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Karolyn Burns, Seneca Joseph, at Dr. Ryan Baumbach. (sf). Sintesis at Mga Katangian ng Borax Crystals at Intermetallic Alloys. Nabawi mula sa: nationalmaglab.org
4. Wikipedia. (2019). Borax. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
5. Rio Tinto. (2019). Borax decahydrate. 20 Mule Team Borax. Nabawi mula sa: borax.com
6. Fletcher Jenna. (Enero 14, 2019). Ligtas bang gamitin ang borax? Nabawi mula sa: medicalnewstoday.com