BORIC ACID: KEMIKAL NA ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGHAHANDA, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang boric acid ay isang inorganic compound na may chemical formula H ₃ BO ₃ . Binubuo ito ng isang puti o walang kulay na solid. Ito ay isang mahina na acid na sa isang may tubig na solusyon ay gumagawa, depende sa konsentrasyon nito, isang pH sa pagitan ng 3.8 at 4.8. Mahina itong natutunaw sa malamig na tubig at katamtamang natutunaw sa mainit na tubig.

Ang Boric acid ay natuklasan noong 1702 ni Wilhelm Homberg (1652-1713), na nagpagamot ng borax na may sulpuriko acid, nakakakuha ng isang solusyon sa pagkilos na panggamot na natanggap ang pangalan ng tubig ng sedro ng Homberg.

Solid na sample ng boric acid sa relo ng relo. Pinagmulan: Walkerma sa pamamagitan ng Wikipedia.

Gayunpaman, nabanggit din na inihanda ni Homberg ang boric acid sa pamamagitan ng pagdaragdag ng tubig sa borax at pagpainit ng solusyon hanggang sa pagsingaw, kaya't iniwan ang boric acid crystals sa sediment.

Ang acid na ito ay isang lubos na kapaki-pakinabang na tambalan na maraming mga aplikasyon sa industriya at gamot, na ginagamit din bilang isang insekto na pagpatay, pagpapanatili ng kahoy, retardant ng sunog at isang nasasakupan ng isang solusyon sa pH buffer.

Istraktura ng kemikal

Ang molekula ng Boric acid na kinakatawan ng isang modelo ng mga spheres at bar. Pinagmulan: Benjah-bmm27

Sa itaas na imahe mayroon kaming aktwal na molekula ng H ₃ BO ₃ . Tandaan na ang mga atom ng hydrogen, na kinakatawan ng mga puting spheres, ay hindi nakagapos sa gitnang boron na atom, gaya ng iminumungkahi ng formula ng kemikal; ngunit sa halip, sa mga atomo ng oxygen, na kinakatawan ng mga pulang spheres.

Kaya, ang isang mas maginhawang pormula, bagaman hindi gaanong ginagamit, para sa boric acid ay B (OH) ₃ , na nagpapahiwatig na ang kaasiman nito ay dahil sa mga H ⁺ ion na pinakawalan mula sa mga pangkat na OH. Ang B (OH) _{3 na} molekula ay may isang geometry na trigonal na eroplano, kasama ang boron na atom na mayroong isang sp ² kemikal na hybridisasyon .

Ang B (OH) ₃ ay isang mataas na molekula ng covalent, dahil ang pagkakaiba ng elektronegorya sa pagitan ng boron na atom at oxygen ay hindi masyadong malaki; kaya ang mga bono ng BO ay mahalagang covalent. Tandaan din na ang istraktura ng molekulang ito ay kahawig ng isang manunulid. Magagawa bang iikot sa sariling axis sa parehong paraan?

Mga kristal

Unit cell para sa H3BO3 crystal. Pinagmulan: Benjah-bmm27

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng yunit ng cell na naaayon sa triclinic crystalline na istraktura para sa boric acid na, sa ilalim ng ilang mga kondisyon ng sintetiko, ay maaaring magpatibay ng compact hexagonal na istraktura. Tandaan na mayroong apat na molekula bawat yunit ng cell, at ang mga ito ay nakaayos sa dalawang layer, A at B, alternating (hindi sila superimposed isa sa itaas ng iba pa).

Dahil sa simetrya at oryentasyon ng mga bono ng B-OH, maipapalagay na ang B (OH) ₃ ay apolar; gayunpaman, ang pagkakaroon ng mga intermolecular hydrogen bond ay nagbabago sa kuwento. Ang bawat B (OH) _{3 na} molekula ay magbibigay o tatanggap ng tatlo sa mga tulay na ito, na may kabuuang anim na mga pakikipag-ugnay sa dipole-dipole, tulad ng naobserbahan sa imahe sa ibaba:

Ang mga kristal na layer ng H3BO3 ay sinusunod mula sa isang mas mataas na axis. Pinagmulan: Benjah-bmm27

Tandaan na ang mga bono ng hydrogen na ito ay ang mga pakikipag-ugnayan sa direksyon na namamahala sa mga kristal ng boric acid, at nagtatatag ng mga pattern ng mga pang-adorno na aspeto; panloob na mga singsing marahil may sapat na puwang upang mawala ang ilang mga dumi na wala sa mga depekto sa kristal.

Ang mga bono ng hydrogen na ito, sa kabila ng mababang molekular na masa ng B (OH) ₃ , pinapanatili ang sapat na kristal nito na nangangailangan ng temperatura na 171 ºC upang matunaw. Hindi alam kung ano ang mga epekto ng mataas na presyur (sa pagkakasunud-sunod ng GPa) sa mga molekular na layer ng B (OH) ₃ .

Ari-arian

Mga Pangalan

IUPAC: boric acid at boron trihydrooxide. Iba pang mga pangalan: orthoboric acid, boracic acid, sassolite, borofax, at trihydroxyborane.

Mass ng Molar

61.83 g / mol

Pisikal na hitsura

Malinaw, walang kulay, mala-kristal na puting solid. Magagamit din ito bilang mga butil o bilang isang puting pulbos. Bahagyang mag-cream sa touch.

Amoy

Bata

Tikman

Bahagyang mapait

Temperatura ng pagkatunaw

170.9 ºC

Punto ng pag-kulo

300 ºC

Pagkakatunaw ng tubig

Moderately natutunaw sa malamig na tubig at natutunaw sa mainit na tubig:

2.52 g / 100 mL (0 ºC)

27.50 g / 100 mL (100 ºC)

Ang Boric acid ay bahagyang natutunaw sa tubig at may posibilidad na lumubog dito. Ang sinabi ng solubility ay may posibilidad na tumaas sa pagkakaroon ng mga acid, tulad ng hydrochloric, citric at tartaric.

Solubility sa iba pang mga solvents

-Glycerol: 17.5% sa 25 ºC

-Ethylene glycol: 18.5% sa 25 ºC

-Acetone: 0.6% sa 25 ºC

-Ethyl acetate: 1.5% sa 25 ºC

-Meethanol: 172 g / L sa 25 ºC

-Ethanol: 94.4 g / L sa 25 ºC

Koepisyent ng Octanol / water partition

Mag-log P = -0.29

Acidity (pKa)

9.24. 12.4. 13.3. Ito ang tatlong constants ng kani-kanilang dissociations ng kani-kanilang mga dissociations upang palayain ang H ⁺ sa tubig.

pH

3.8 - 4.8 (3.3% sa may tubig na solusyon)

5.1 (0.1 molar)

Presyon ng singaw

1.6 10 ^-6 mmHg

Katatagan

Matatag sa tubig

Agnas

Ito ay nabubulok kapag pinainit sa itaas ng 100ºC, na bumubuo ng boric anhydride at tubig.

Reactivity

Ang Boric acid ay bumubuo ng mga natutunaw na asing-gamot na may mga cache ng monovalent, halimbawa: Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O, at hindi matutunaw na mga asing na may mga divalent cations, CaB ₄ O ₇ .6H ₂ O.

Sa may tubig solusyon ito produces isang acidic solusyon, iniisip na property na ito ay dahil sa ang pagbabawas ng OH ^- grupo mula sa tubig. Ang Boric acid ay inuri bilang isang mahina na acid ng uri ng Lewis.

Tumutugon ang Boric acid sa gliserol at mannitol, pagtaas ng kaasiman ng aqueous medium. Ang pKa ay binago mula 9.2 hanggang 5, dahil sa pagbuo ng boron-mannitol chelate ^- , na naglalabas ng H ⁺ .

Paghahanda

Ang Boric acid ay matatagpuan sa isang libreng estado sa mga bulkan na emanations sa mga rehiyon tulad ng Tuscany sa Italya, ang Lipari Islands at sa estado ng Nevada, USA. Natagpuan din ito sa mga mineral tulad ng borax, boracite, ulexite, at colemanite.

Ang Boric acid ay inihanda pangunahin ng reaksyon ng mineral borax (sodium tetraborate decahydrate) na may mga mineral acid, tulad ng hydrochloric acid, sulfuric acid, atbp.

Na ₂ B ₄ O ₉ 10H ₂ O + HCl => 4 H ₃ BO ₃ + 2 NaCl + 5 H ₂ O

Inihanda din ito ng hydrolysis ng boron trihalide at diborane.

Ang Boric acid ay inihanda mula sa colemanite (Ca ₂ B ₆ O ₁₁ · 6 H ₂ O). Ang pamamaraan ay binubuo ng pagpapagamot ng mineral na may sulpuriko acid upang matunaw ang mga compound ng boron.

Pagkatapos, ang solusyon kung saan naroroon ang boric acid ay nahihiwalay mula sa mga hindi nabutas na mga fragment. Ang solusyon ay ginagamot sa hydrogen sulphide upang mapalaki ang mga impeksyon sa arsenic at iron. Ang supernatant ay pinalamig upang makagawa ng isang boric acid na pag-iipon at paghiwalayin ito mula sa suspensyon.

Aplikasyon

Sa industriya

Ang Boric acid ay ginagamit sa paggawa ng fiberglass. Sa pamamagitan ng pagtulong na mapababa ang natutunaw na punto, pinatataas nito ang lakas at kahusayan ng fiberglass ng tela - isang materyal na ginamit upang mapalakas ang plastik na ginamit sa mga barko, pang-industriya na tubo, at mga circuit board ng computer.

Ang Boric acid ay nakikilahok sa paggawa ng borosilicate na baso, na nagbibigay-daan sa pagkuha ng isang baso na lumalaban sa mga pagbabago sa temperatura, magagamit sa kusina ng mga bahay, sa salamin sa mga laboratoryo, fluorescent tubes, fiber optics , LCD screen, atbp.

Ginagamit ito sa industriya ng metalurhiko upang patigasin at gamutin ang mga haluang metal na bakal, pati na rin upang maitaguyod ang metal na patong ng mga materyales.

Ginagamit ito bilang isang sangkap na kemikal sa hydraulic fracturing (fracking): isang pamamaraan na ginagamit sa pagkuha ng langis at gas. Ang Boric acid ay kumikilos bilang isang retardant ng apoy sa mga materyales na cellulose, plastik at tela na pinapagbinhi ng boric acid upang madagdagan ang kanilang pagtutol sa sunog.

Sa gamot

Ang Boric acid ay ginagamit na lasaw sa paghuhugas ng mata. Ang mga capsule na gelatin na gelic acid ay ginagamit upang gamutin ang mga impeksyong fungal, lalo na ang Candida albicans. Ginamit din ito sa paggamot ng acne.

Ang asidong Boric ay nabubuhos sa mga medyas upang maiwasan ang mga impeksyon sa paa, tulad ng paa ng atleta. Gayundin, ang mga solusyon na naglalaman ng boric acid ay ginagamit sa paggamot ng otitis externa sa mga tao, pati na rin sa mga hayop.

Ang Boric acid ay idinagdag sa mga bote na ginagamit para sa koleksyon ng ihi, na pinipigilan ang kontaminasyon ng bakterya bago masuri sa mga diagnostic na laboratoryo.

Pamatay-insekto

Ang Boric acid ay ginagamit upang makontrol ang paglaganap ng mga insekto, tulad ng mga ipis, termite, ants, atbp. Hindi ito agad pumatay ng mga roaches, dahil unang nakakaapekto sa kanilang mga digestive at nervous system, pati na rin ang pagsira sa kanilang exoskeleton.

Ang Boric acid ay gumagalaw nang mabagal, na nagpapahintulot sa mga insekto na nakatikim nito na makipag-ugnay sa iba pang mga insekto, kaya kumakalat ng pagkalason.

Pag-iingat

Ginagamit ang Boric acid upang maiwasan ang pag-atake ng kahoy sa pamamagitan ng fungi at insekto, na ginagamit para sa layuning ito kasabay ng ethylene glycol. Ang paggamot na ito ay epektibo rin sa pagkontrol sa silt at algae.

PH buffer

Ang Boric acid at ang conjugate base nito ay bumubuo ng isang buffer system ng pKa = 9.24, na nagpapahiwatig na ang buffer na ito ay pinaka-epektibo sa alkalina na pH, na hindi pangkaraniwan sa mga nabubuhay na nilalang. Gayunpaman, ang borate buffer ay ginagamit sa regulasyon ng pH sa mga pool.

Mga reaktor ng nuklear

Ang Boric acid ay may kakayahang makunan ang mga thermal neutrons, na binabawasan ang posibilidad ng walang pigil na fission ng nuklear na maaaring humantong sa mga aksidente sa nukleyar.

pagsasaka

Ang Boron ay isang mahalagang elemento para sa paglago ng halaman, na humantong sa paggamit ng boric acid para sa kontribusyon ng elemento. Gayunpaman, ang sobrang boric acid ay maaaring makapinsala sa mga halaman, lalo na ang mga bunga ng sitrus.

Contraindications

Ang paggamit ng boric acid sa balat ng denuded, sugat o burn ng produkto na nagpapahintulot sa pagsipsip nito ay dapat iwasan. Ito ay isang nakakalason na tambalan sa loob ng katawan at sa ilang mga kaso, maaari itong maging sanhi ng pagkahinay, mga seizure, spasms, facial tics, at mababang presyon ng dugo.

Ang doktor ay dapat na konsulta para sa paggamit ng boric acid vaginal capsules sa mga buntis, dahil ipinapahiwatig na maaaring magdulot ito ng pangsanggol na pagpapapangit at pagbaba sa bigat ng katawan ng bata sa pagsilang.

Ang paglalagay ng boric acid, na ginamit bilang isang insekto na pagpatay, sa mga lugar na maabot ng mga bata ay dapat ding iwasan, dahil ang mga bata ay may higit na pagkamaramdamin sa nakakalason na pagkilos ng boric acid, na nagtatatag ng nakamamatay na dosis sa kanila sa 2,000 hanggang 3,000 mg .

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Boric acid. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
3. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Boric acid. PubChem Database. CID = 7628. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Ang Mga editor ng Encyclopaedia Britannica. (Marso 28, 2019). Boric acid. Encyclopædia Britannica. Nabawi mula sa: britannica.com
5. Carrier Vibrating. (Nobyembre 9, 2018). Ang Nakatagong Mga Gumagamit ng Boric Acid Sa Iyong Pang-araw-araw na Buhay. Nabawi mula sa: carriervibrating.com
6. National Pesticide Information Center. (sf). Boric acid. Nabawi mula sa: npic.orst.edu
7. Pagbuo. (Nobyembre 30, 2017). Boric acid: mga katangian at paggamit ng kemikal na tambalan na ito. Nabawi mula sa: acidos.info
8. Chloride sodium. (2019). Boric acid. Nabawi mula sa: chlorurosodio.com
9. Spanish Society of Hospital Pharmacy. (sf). Boric acid. . Nabawi mula sa: workgroups.sefh.es