Тетраборат натрия
тетраборат натрия
| тетраборат натрия | |
|---|---|
 |
|
 |
|
| Традиционные названия | бура, боракс |
| Хим. формула | Na2B4O7 |
| Состояние | кристаллы |
| Молярная масса | 201,22 г/моль |
| Плотность | 2,37 ± 0,01 г/см³ |
| Т. плав. | 664 °C (β-модификация) 710 °C (γ-модификация) |
| Т. кип. | 1575 °C |
| Т. разл. | 2867 ± 1 °F |
| Давление пара | 0 ± 1 мм рт.ст. |
| Растворимость в воде | 3,2 г/100 мл (25 °C) 10,5 г/100 мл (50 °C) |
| Растворимость в этаноле | 0,05 г/100 мл |
| Растворимость в ацетоне | 0,006 г/100 мл |
| ГОСТ | ГОСТ 8429-77 |
| PubChem | 10219853 |
| SMILES |
[Na+].[Na+].[O-]B1OB2OB([O-])OB(O1)O2.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O
|
| InChI |
1S/B4O7.2Na/c5-1-7-3-9-2(6)10-4(8-1)11-3;;/q-2;2*+1
UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N
|
| Кодекс Алиментариус | E285 |
| RTECS | VZ2275000 и ED4588000 |
| ChemSpider | 8395345 |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
тетраборат натрия («бура», «боракс» (от лат. borax)) — неорганическое соединение, натриевая соль борной кислоты с химической формулой Na2B4O7, наиболее распространённое и используемое соединение бора, образует несколько кристаллогидратов, широко применяется в промышленности.
Содержание
Физические свойства
Имеет две метастабильные модификации: β и γ. β-модификация является ромбической с температурой плавления 664 °C, γ-модификация — моноклинная с температурой плавления 710 °C. Температура кипения — 1575 °C. Расплав застывает в стекловидную массу с плотностью 2,36 г/см3.
Химические свойства
Растворимость в воде составляет 3,2 г / 100 мл (25 °C), 10,5 г / 100 мл (50 °C), в этаноле — 0,05 г / 100 г (25 °C), ацетоне — 0,006 г / 100 г (25 °C), не растворим в диэтиловом эфире и глицерине. Реагирует с метанолом при растворении с образованием бороорганических соединений.
Образует несколько кристаллогидратов с разным содержанием воды. Эти кристаллогидраты и безводный тетраборат натрия Na2B4O7 обычно называют «бура». Примеры кристаллогидратов:
- пентагидрат (Na2B4O7·5H2O), так называемая «ювелирная бура», используется при пайке ювелирных изделий;
- декагидрат (Na2B4O7·10H2O).
Однако наиболее часто «бурой» называют декагидрат Na2B4O7·10H2O. Эта соль представляет собой прозрачные кристаллы с молярной массой 381,43 г/моль, имеющие хорошую растворимость в тёплой воде. При нагревании свыше 400 °C полностью теряет кристаллизационную воду.
Так как тетраборат натрия является солью слабой кислоты и сильного основания, в воде гидролизуется. Водный раствор тетрабората натрия имеет щелочную реакцию.
Взаимодействует с сильными кислотами, образуя соответствующую соль и борную кислоту:
- Na2B4O7⋅10H2O + 2HCl ⟶ 4H3BO3 + 2NaCl + 5H2O⋅
Многие соли металлов борной кислоты нерастворимы в воде и при взаимодействии в растворе их растворимых солей с тетраборатом натрия образующиеся бораты выпадают в осадок. На этом основано применение буры для «умягчения» воды:
- Ca(aq)2+ + Na2B4O7(aq) ⟶ CaB4O7(s) + 2Na(aq)+
- Mg(aq)2+ + Na2B4O7(aq) ⟶ MgB4O7(s) + 2Na(aq)+
С оксидами многих переходных металлов бура при сплавлении образует разнообразно окрашенные соединения — бораты «перлы буры». По окраске перлов можно судить о качественном химическом составе пробы.
Окрашивает пламя горелки в зелёный цвет (характерная реакция на соединения бора).
Получение
Десятиводную соль Na2B4O7·10H2O получают из природных минералов, например, буры или кернита, осуществляя их перекристаллизацию. Также для этой цели применяют химическое взаимодействие некоторых природных боратов (ашарита и улексита) с карбонатом или гидрокарбонатом натрия.
Может быть получен реакцией карбоната натрия и борной кислоты при нагреве, пропусканием углекислого газа через растворметабората натрия.
Применение
тетраборат натрия применяется:
- как сырьё для получения борной кислоты и различных соединений бора;
- в производстве эмалей, глазурей, оптических и цветных стёкол, различных керамик;
- при пайке и плавке металлов в составе флюса;
- в бумажной и фармацевтической промышленности;
- в производстве строительных материалов как компонент антисептика для изготовления целлюлозного утеплителя «Эковата»
- как дезинфицирующее и консервирующее средство;
- для приготовления буферных растворов;
- в аналитической химии:
- как стандартное вещество для определения концентрации растворов кислот;
- для качественного определения оксидов металлов (по цвету перлов);
- в фотографии — в составе медленно действующих проявителей в качестве слабого ускоряющего вещества;
- как компонент моющих средств;
- как компонент косметики;
- как инсектицид в отравленных приманках для уничтожения тараканов.
В 1977 году мировое производство тетрабората натрия составило 1,5 млн тонн.
Нахождение в природе
Существуют многочисленные минералы, содержащие тетраборат натрия. К ним относятся:
- бура (боракс, тинкал) — минерал состава Na2B4O7·10H2O — декагидрат тетрабората натрия;
- кернит — тетрагидрат тетрабората натрия — Na2B4O7·4H2O;
- многочисленные минералы класса боратов, в которых помимо оксидов натрия и бора содержатся другие металлы, — кальций, магний, железо и др.;
- кристаллогидраты тетрабората натрия выпадают в осадок при пересыхании некоторых бессточных, сезонно пересыхающих солёных озёр, например, в озере Серлс, расположенном в пустыне Мохаве в США, и некоторых озёр в Турции.