اسید بوریک

خصوصیات فیزیکی اسید بوریک

یک پودر آمورف سفید یا بی رنگ و جامد کریستالی است. با چگالی 1.435 گرم در میلی لیتر، نقطه ذوب 170.9 درجه سانتی گراد و نقطه جوش 300 درجه سانتیگراد است. بو خاصي ندارد و به شکل و درجه های مختلف توليد و تهيه می شود.

خواص شیمیایی اسید بوریک

یک اسید مونوبازیک ضعیف است و اسید لوئیس محسوب می شود. در آب جوش و در اسید سولفوریک بی آب حل می شود. هنگامی که در دمای بالا (بیش از 170 درجه سانتیگراد) گرم می شود برای تشکیل اسید متابوریک (HBO₂) دچار کم آبی طبق معادله زير می شود:

H₃BO₃ → HBO₂ + H₂O

روش تهیه و تولید اسید بوریک در آزمايشگاه

بوراکس (Na₂B₄O₇ • 10H₂O) در آب مقطر جوش حل می شود و در حالی که داغ است فیلتر می شود. اسید نیتریک (مقدار کمی اسید نیتریک لازم است) به فیلتر داغ اضافه و مخلوط واکنش برای یک روز در یک مکان سرد کنار گذاشته می شود. روز بعد بلورهای اسید بوریک با فیلتراسیون جمع می شوند و با مقدار کمی آب مقطر سرد شسته می شوند. اين اسید با حل مجدد کریستالهای شسته شده در آب مقطر جوش خالص می شود. محلول در مکانی خنک نگه داشته می شود تا کریستالی از اسید بوریک ظاهر شود. کریستالهای اين اسید فیلتر و خشک می شوند و 50-60٪ بلورهای بی رنگ یا سفید، مرواریدی لایه دار تشکیل می شوند.

تهیه: اسید بوریک با واکنش مواد معدنی مانند بوراکس (Na₂B₄O₇ • 10H₂O) با اسیدهای قوی مانند HCl تهیه می شود:

Na₂B₄O₇ • 10H₂O + 2 HCl → 4 H₃BO₃ + 2 NaCl + 5 H₂O

همچنین با هیدرولیز تری هالیدهای بور (مانند BBr3) یا دیبران (B2H6) قابل تهیه است:

BBr₃ + 3 H₂O → B (OH) ₃ + 3 HBr

B₂H₆ + 6 H₂O → 2 B (OH) ₃ + 6 H₂

اسید بوریک ممکن است با واکنش بوراکس (سدیم تتراوبات دکاهیدرات) با یک اسید معدنی مانند اسید هیدروکلریک تهیه شود:

Na₂B₄O₇ • 10H₂O + 2 HCl → 4 B (OH) ₃ یا H₃BO₃ + 2 NaCl + 5 H₂O

این ماده همچنین به عنوان محصول هیدرولیز تری هالیدهای بور و دیبران تشکیل شده است:

B₂H₆ + 6 H₂O → 2 B (OH) ₃ + 6 H₂

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

اسید بوریک در آب جوش محلول است. هنگامی که بیش از 170 درجه سانتیگراد گرم می شود، آب بدن را خشک می کند و اسید متابوریک (HBO₂) تشکیل می دهد:

H₃BO₃ → HBO₂ + H₂O

اسید متابوریک یک کریستالی جامد سفید، مکعبی است و فقط در آب کمی محلول است. اسید متابوریک در حدود 236 درجه سانتیگراد ذوب می شود، و هنگامی که در دمای بیش از 300 درجه سانتیگراد گرم می شود بیشتر آب آن خشک میشود و اسید تتروبیک اسید را تشکیل می دهد که اسید پیروبیوریک نیز نامیده می شود (H₂B₄O₇):

HBO₂ → H₂B₄O₇ + H₂

اصطلاح اسید بوریک ممکن است گاهی به هر یک از این ترکیبات اشاره شود. گرمایش بیشتر (تا حدود 330 درجه سانتیگراد) به تری اکسید بور منجر می شود.

H₂B₄O₇ → 2 B₂O₃ + H₂O 2

واکنش اسید بوریک با گلیسیرین

استفاده از پلی اولها مانند گليسرول يا گليسيرين و مانیتول ، میزان اسیدیته محلول اسید بوریک را افزایش می دهد. با غلظت های مختلف مانیتول ، pK ترکیب B (OH) ₃ از عدد 3 تا دامنه 5 واحد (از 4 تا 9) افزایش می یابد. این اسیدیته تشدید شده اسید بوریک در حضور مانیتول نیز گاهی به عنوان "اسید مانیتور بوریک" نامیده می شود. این امر به دلیل شکل گیری کلات بورون مانیتول ، [B (C₆H₈O₂ (OH) ₄) ₂] - که با نام واکنش منیتوبورات نیز شناخته می شود ، مطابق واکنش پیچیده زیر است که یک پروتون را آزاد می کند:

اسید بوریک

B (OH) 3

+ 2

مانیتول

C₆H1₄O₆

⇌

مجتمع مانیتوبورات

[B (C₆H₈O₂ (OH) ₄) ₂] -

+ ₃ H₂O + H +

(pKa بسته به غلظت مانیتول از 4 تا 9 متغیر است)

این ویژگی در شیمی تحلیلی برای تعیین مقدار بور در محلول آبی با استفاده از تیتراسیون پتانسیومتری با پایه قوی مانند NaOH استفاده می شود.

آپدیت 1399/12/06

کاربرد اسید بوریک

اسید بوریک اغلب به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده، حشره کش، مهار کننده شعله، مصارف تخصصی مانند تولید آهن ربا فوق العاده قوی ،جذب کننده نوترون یا پیش ماده دیگر ترکیبات شیمیایی استفاده می شود. در تولید مینای دندان و لعاب، وسایل ساخته شده از جنس گلدان، کاشی منزل، تهیه صابونهای دارویی به دلیل خاصیت ضد عفونی کننده بودن آن، تولید در پودر لباسشویی و مواد شیمیایی در استخر هاي شنا كاربرد دارد.

استفاده اولیه صنعتی از اسید بوریک در ساخت فایبرگلاس مونو فیلامنت است که معمولاً از آن به عنوان فایبرگلاس نساجی یاد می شود. فایبرگلاس نساجی از لوله کشی صنعتی گرفته تا تخته های مدار رایانه استفاده می شود.همچنین از این ماده در ساخت توده رامی ، پودر حاوی سیلیس ریز استفاده می شود که برای تولید لنت های کوره القایی و سرامیک استفاده می شود. از اين اسید در تولید شیشه در نمایشگرهای صفحه تخت LCD استفاده می شود. اين اسید به عنوان جوش توسط آهنگران به بوراکس اضافه می شود.همچنين این اسید، در ترکیب با پلی وینیل الکل (PVA) یا روغن سیلیکون، برای ساخت Silly Putty استفاده می شود.بورات ها در تولید فلزات و فلزات غیر آهنی، آلیاژها، فلزات آمورف، جوش های جوشکاری و ترکیبات آبکاری نيز استفاده می شوند.

به زودی