Axit boric H3BO3 (đôi khi lại ghi B(OH)3)

Boric acid, còn gọi là hydrogen borat, axit bằng toan, orthoboric axit và acidum boricum, là một yếu axit bo thường được sử dụng như một chất khử trùng , thuốc trừ sâu , chất chống cháy , chất hấp thụ neutron , hoặc tiền thân của các hợp chất hóa học khác. Nó có chất hóa học công thức H₃BO₃ (đôi khi lại ghi B(OH)_3), và tồn tại ở dạng tinh thể không màu hoặc bột màu trắng hòa tan trong nước . Khi xảy ra như là một khoáng sản, nó được gọi là sassolite .

Sự phổ biến

Axit miễn phí được tìm thấy bản địa ở một số huyện núi lửa chẳng hạn như Tuscany , quần đảo Lipari và Nevada , phát hành, trộn lẫn với hơi nước, từ các vết nứt trong lòng đất, nó cũng được tìm thấy như là một thành phần của nhiều khoáng chất borax, boracite , boronatrocaicite và colemanite . Sự hiện diện của axit boric và muối của nó đã được ghi nhận trong nước biển. Nó cũng tồn tại ở thực vật và đặc biệt là trong hầu như tất cả các loại trái cây.

Axit boric lần đầu tiên được chuẩn bị bởi Wilhelm Homberg (1652-1715) từ borax , bởi hành động của các axit khoáng sản, và đã được đưa ra tên sal sedativum Hombergi (“thuốc an thần muối của Homberg”). Tuy nhiên, Borat , bao gồm cả axit boric, đã được sử dụng kể từ khi thời gian của người Hy Lạp để làm sạch, bảo quản thực phẩm, và các hoạt động khác.

Chuẩn bị

Axit boric có thể được chuẩn bị bằng cách phản ứng hàn the (sodium tetraborat decahydrate) với một axit khoáng sản , chẳng hạn như axit hydrochloric :

Na₂B₄O₇·10H₂O + 2HCl → 4B(OH)_3, H₃BO_3] + 2 NaCl + 5 H₂O

Nó cũng được hình thành như là một sản phẩm của thủy phân trihalides bo và diborane :

B₂H₆ + 6H₂O → 2B(OH)₃ + 6H ₂

BX₃ + 3H₂O → B(OH)₃ + 3HX (X = Cl, Br, I)

Thuộc tính

Boric acid hòa tan trong nước sôi. Khi bị nung nóng trên 170°C, khử nước, tạo thành axit metaboric (HBO_2):

H₃BO₃ → HBO₂ + H₂O

Metaboric acid là một chất rắn kết tinh màu trắng khối và chỉ hơi hòa tan trong nước. Metaboric axit nóng chảy ở khoảng 236°C, và khi bị nung nóng ở trên khoảng 300°C khử nước hơn nữa, tạo thành axit tetraboric hoặc axit pyroboric (H₂B₄O_7):

4 HBO₂ → H₂B₄O₇ + H₂O

Thuật ngữ axit boric đôi khi có thể tham khảo để bất kỳ của các hợp chất này. Hơn nữa nóng dẫn đến trioxide boron .

H₂B₄O₇ → 2B₂O₃ + H₂O

Axit boric không phân ly trong dung dịch nước như là một acid Bronsted , nhưng là một axit Lewis tương tác với nước phân tử để tạo thành tetrahydroxyborate ion, có xác nhận của quang phổ Raman ^[3] :

B(OH)₃ + H₂O  <=> B(OH)4- + H⁺ (K _a = 5.8×10^-10 mol / l; p K 9,24 =)

Polyborate anion được hình thành ở pH 7-10 nếu nồng độ bo là cao hơn khoảng 0,025 mol / L. Nổi tiếng nhất trong số này là các ion tetraborat, được tìm thấy trong borax khoáng sản:

4 B(OH)4- + 2H⁺  <=> B₄O72- + 9H₂O

Boric acid làm cho một đóng góp quan trọng cho sự hấp thụ của âm thanh tần số thấp trong nước biển.

Cấu trúc tinh thể

Axit boric tinh thể bao gồm các lớp của B(OH)₃ phân tử liên kết với nhau bởi liên kết hydro. Khoảng cách giữa hai lớp liền kề là 318 pm.

Độc Chất Học

Dựa trên động vật có vú liều gây chết trung bình (LD₅₀₎ Đánh giá của 2.660 mg / kg trọng lượng cơ thể, boric acid độc hại nếu được thực hiện trong nội bộ hoặc hít vào với số lượng lớn. Phiên bản thứ mười ba của Merck Index chỉ ra rằng LD ₅₀ của axit boric là 5,14 g / kg cho liều lượng uống cho chuột, và 5 – 20 g / kg đã sản xuất tử vong ở người trưởng thành. LD ₅₀ của muối được báo cáo là 3,75 g / kg ở chuột theo Chỉ số Merck .

Dài hạn tiếp xúc với axit boric có thể được quan tâm nhiều hơn, gây thiệt hại thận và suy thận cuối cùng (xem liên kết dưới đây). Mặc dù nó không xuất hiện là gây ung thư , nghiên cứu ở chó đã báo cáo teo tinh hoàn sau khi tiếp xúc với 32 mg / kg bw / ngày cho 90 ngày. Mức này thấp hơn so với LD_50.

Theo Dataset IUCLID axit boric được xuất bản bởi Ủy ban châu Âu acid boric, với liều lượng cao cho thấy độc tính phát triển đáng kể và gây quái thai trong bào thai thỏ, chuột, và chuột cũng như các khuyết tật tim mạch, biến xương, tổn thương thận nhẹ. ^[6] Như một hệ quả , trong năm 2008, trong 30 ATP EU chỉ thị 67/548/EEC, EC đã quyết định sửa đổi phân loại của nó như là thể loại reprotoxic 2 và áp dụng các cụm từ nguy cơ R60 (có thể làm giảm khả năng sinh sản) và R61 (có thể gây hại cho trẻ chưa sinh trẻ em).

Tại châu Âu gần đây Diagnostics sản xuất (EDMA) Hội nghị Hiệp hội, bổ sung một số mới Chất Gây mối quan ngại rất cao (SVHC) ứng cử viên trong danh sách liên quan đến đăng ký, Cấp phép, đánh giá và hạn chế hóa chất quy định 2007 (REACH) đã được thảo luận. Việc đăng ký và đánh giá hoàn thành như là một phần của REACH đã có nghĩa là phân loại hiện hành của Boric Acid CAS 10043-35-3 / 11113-50-1 01 tháng 12 năm 2010 sẽ được liệt kê như H360FD (May thiệt hại khả năng sinh sản. Có thể gây hại cho thai nhi. )

Sử dụng

Y tế

Axit boric có thể được sử dụng như một chất khử trùng cho các vết bỏng hoặc vết cắt nhỏ và đôi khi được sử dụng trong băng hoặc nô lệ. Axit boric được áp dụng trong một giải pháp rất loãng như là một rửa mắt. Pha loãng axit boric có thể được sử dụng như là một thụt rửa âm đạo để điều trị nhiễm khuẩn âm đạo do độ kiềm quá mức. ^[14] Là một hợp chất chống vi khuẩn , axit boric cũng có thể được sử dụng như một mụn trứng cá điều trị. Nó cũng được sử dụng như phòng ngừa chân của vận động viên , bằng cách chèn bột trong tất hoặc vớ, và giải pháp có thể được sử dụng để điều trị một số loại externa viêm tai giữa (viêm tai) ở cả người và động vật. Chất bảo quản trong chai mẫu nước tiểu (màu đỏ cap) ở Anh là axit boric.

Giải pháp axit boric được sử dụng như là một rửa mắt hoặc trên da bị mài mòn được gọi là đặc biệt là độc hại cho trẻ sơ sinh, đặc biệt là sau khi sử dụng lặp đi lặp lại vì tỷ lệ loại bỏ chậm của nó.

côn trùng

Axit boric lần đầu tiên được đăng ký tại Hoa Kỳ như là một thuốc trừ sâu trong năm 1948 để kiểm soát gián , mối , kiến lửa , bọ chét , cá bạc , và nhiều côn trùng khác . Sản phẩm này được coi là an toàn để sử dụng trong nhà bếp hộ gia đình để kiểm soát gián và kiến. Nó hoạt động như một chất độc dạ dày ảnh hưởng đến côn trùng, quá trình trao đổi chất , và bột khô mài mòn ” bộ xương ngoài của côn trùng .

Bảo quản

Kết hợp với việc sử dụng của nó như là thuốc diệt côn trùng, boric acid cũng ngăn chặn và phá hủy hiện tại thối ướt và khô gỗ. Nó có thể được sử dụng kết hợp với ethylene glycol tàu sân bay để điều trị gỗ bên ngoài chống lại cuộc tấn công nấm và côn trùng. Nó có thể mua ngâm tẩm thanh borat-để chèn vào gỗ thông qua các lỗ khoan nơi ẩm ướt và độ ẩm được biết đến để thu thập và ngồi. Nó có sẵn ở dạng gel và dạng bột nhão tiêm để xử lý gỗ mục nát bị ảnh hưởng mà không cần để thay thế gỗ. Tập trung của các phương pháp điều trị dựa trên borat có thể được sử dụng để ngăn chặn chất nhờn, sợi nấm và tảo phát triển, ngay cả trong môi trường biển.

Axit boric được thêm vào muối trong bảo dưỡng của da gia súc, calfskins và sheepskins . Điều này giúp kiểm soát các vi khuẩn phát triển và giúp kiểm soát côn trùng.

Bôi trơn

Đình chỉ keo của các hạt nano của axit boric hòa tan trong dầu mỏ hoặc dầu thực vật có thể tạo thành một chất bôi trơn đáng chú ý trên bề mặt gốm hoặc kim loại với một hệ số ma sát trượt giảm với áp lực ngày càng tăng một giá trị khác nhau, từ 0,10 đến 0,02. Tự bôi trơn H₃BO₃ bộ phim kết quả từ một phản ứng hóa học tự phát giữa các phân tử nước và B₂O₃ lớp phủ trong một môi trường ẩm ướt. Trong quy mô số lượng lớn, một mối quan hệ nghịch đảo tồn tại giữa hệ số ma sát và áp lực liên lạc Hert gây ra bởi tải ứng dụng.

Axit boric được sử dụng để bôi trơn carrom và novuss bảng, cho phép chơi nhanh hơn.

Năng lượng hạt nhân.

Axit boric được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân như là một chất độc neutron để làm chậm tốc độ mà tại đó phản ứng phân hạch xảy ra. Phản ứng dây chuyền phân hạch được thúc đẩy bởi số lượng của các hạt nhân hiện nay (như các sản phẩm từ fissions trước). Boron tự nhiên là 20% boron-10 và khoảng 80% boron-11. Bo-10 có mặt cắt ngang cao cho sự hấp thụ năng lượng thấp (nhiệt) neutron. Bằng cách bổ sung axit boric hơn để làm mát lò phản ứng lưu thông thông qua các lò phản ứng, xác suất để một neutron có thể sống sót để gây ra phản ứng phân hạch được giảm. Vì vậy, thay đổi nồng độ acid boric có hiệu quả điều chỉnh tỷ lệ phân hạch diễn ra trong lò phản ứng. Phương pháp này chỉ được sử dụng trong các lò phản ứng nước áp lực (PWR). Bo cũng được hòa tan vào các bể chứa nhiên liệu đã có chứa các thanh uranium được sử dụng. Nồng độ cao, đủ để giữ cho nhân neutron ở mức tối thiểu. Axit boric được bán phá giá trên lò phản ứng 4 của Chernobyl Cơ sở hạt nhân sau khi cuộc khủng hoảng của nó để ngăn chặn một phản ứng xảy ra.

Công nghiệp

Việc sử dụng công nghiệp chính của axit boric trong sản xuất của monofilament sợi thủy tinh thường được gọi là sợi thủy tinh dệt. Sợi thủy tinh dệt may được sử dụng để củng cố chất dẻo trong các ứng dụng mà nằm trong khoảng từ tàu thuyền, đường ống công nghiệp bo mạch máy tính.

Trong ngành công nghiệp đồ trang sức, acid boric được thường được sử dụng kết hợp với rượu đã bị làm biến tính để làm giảm quá trình oxy hóa bề mặt và firescale từ hình thành trên kim loại trong quá trình ủ và hàn hoạt động.

Axit boric được sử dụng trong sản xuất kính trong màn hình phẳng LCD .

Mạ điện, axit boric được sử dụng như là một phần của một số công thức độc quyền. Một công thức được biết đến như gọi về một tỷ lệ 1-10 H₃BO₃ đến NiSO₄, một phần rất nhỏ của sodium lauryl sulfate và một phần nhỏ của H₂SO₄ .

Boric acid, trộn với hàn the (natri tetraborat decahydrate) theo tỷ lệ trọng lượng 04:05, hòa tan cao trong nước, mặc dù họ không hòa tan một cách riêng biệt. Giải pháp này được sử dụng cho các đại lý cháy chậm của gỗ bằng cách ngâm tẩm.

Nó cũng được sử dụng trong việc sản xuất của ramming khối lượng, phạt tiền bột có chứa silica được sử dụng để sản xuất lót lò cảm ứng và gốm sứ .

Boric acid là một trong những chất được sử dụng phổ biến nhất có thể trung hòa hoạt động axit flohydric (HF). Nó hoạt động bằng cách buộc F miễn phí ^– anion vào muối phức tạp. Quá trình này đánh bại độc tính cực đoan của axit flohydric , đặc biệt là khả năng để cô lập ion canxi huyết thanh có thể dẫn đến ngừng tim và phân hủy xương, như một sự kiện có thể xảy ra từ tiếp xúc với da chỉ nhỏ với HF.

Axit boric được thêm borax để sử dụng như hàn thông lượng của các thợ rèn và farriers.

Boric acid, kết hợp với dầu silicone , được sử dụng để sản xuất Silly Putty.

Boric acid, kết hợp với 80 hóa chất khác, được sử dụng trong Marcellus Shale khoan.

pháo hoa

Nó được sử dụng trong pháo hoa để ngăn chặn các phản ứng amide hình thành giữa nhôm và nitrat . Một lượng nhỏ axit boric được thêm vào thành phần trung hòa các amit kiềm có thể phản ứng với nhôm.

Axit boric có thể được sử dụng như một màu, làm cho ngọn lửa màu xanh lá cây. Ví dụ, khi hòa tan trong methanol được sử dụng phổ biến bởi jugglers lửa và quay lửa để tạo ra một ngọn lửa màu xanh lá cây sâu.