ÜBERSICHT
Natriumtetraborat (SO-dee-um tet-ruh-BOR-ate) ist ein Begriff für die wasserfreie oder hydratisierte Form der Verbindung mit der Formel Na2B4O7. Das Dekahydrat (Na2B4O7-10H2O) wird auch als Borax bezeichnet. Borax kommt auch ohne Hydratationswasser vor und wird in dieser Form als wasserfreies Borax bezeichnet.
KENNZAHLEN
Weitere Bezeichnungen:
Natriumborat; Natriumpyroborat; Dinatriumtetraborat; Borax
FORMEL:
Na2B4O7 oder Na2B4O7-10H2O; siehe Übersicht
ELEMENTE:
Natrium, Bor, Sauerstoff
GEMISCHART:
Salz (anorganisch)
ZUSTAND:
Festkörper
MOLEKULARGEWICHT:
Na2B4O7: 201.22 g/mol; Na2B4O7-10H2O: 381.37 g/mol
SCHMELZPUNKT:
Na2B4O7: 743°C (1370°F); Na2B4O7-10H2O: zersetzt sich bei etwa 75°C (170°F)
SIEDPUNKT:
Na2B4O7: 1575°C (2867°F); Na2B4O7-10H2O: nicht anwendbar
LÖSLICHKEIT:
Löslich in Wasser
Einige Historiker sind der Meinung, dass Borax schon vor 4.000 Jahren bekannt gewesen sein könnte. Da die Menschen der Antike den Begriff jedoch nicht verwendeten, bestehen erhebliche Zweifel an der Echtheit dieser Behauptungen. Die Verbindung wurde sicherlich schon um 800 v. Chr. verwendet, als sie in der chinesischen und islamischen Zivilisation zur Herstellung von Glas und Schmuck verwendet wurde. Die Substanz war jedoch sehr teuer und wurde in Europa bis zum Mittelalter nicht in großem Umfang verwendet. Borax wurde häufiger verwendet, nachdem in den Vereinigten Staaten umfangreiche Vorkommen seiner natürlich vorkommenden Form gefunden worden waren. Das erste dieser Vorkommen wurde 1879 in Nevada entdeckt, obwohl die größten Vorkommen später in den Wüstenregionen Südkaliforniens gefunden wurden. Heute befinden sich die größten Borax-Vorkommen in der Nähe der Stadt Boron, Kalifornien, und am Borax Lake, Kalifornien. Die Verbindung wird auch in Tibet, Russland, Chile und der Türkei abgebaut.
Natriumtetraborat ist ein geruchloser weißer kristalliner Feststoff oder Pulver. Die hydratisierte Form verliert beim Erhitzen ihr Hydratationswasser und schmilzt dann bei höheren Temperaturen zu einem glasartigen Feststoff.
HERSTELLUNG
Natriumtetraborat kommt in der Natur als die Minerale Tincal (ausgesprochen „tinkle“; Na2B4O7-10H2O) und Kernit (Na2B4O7-4H2O) vor. Erze, die diese Mineralien enthalten, werden zerkleinert, gewaschen und verarbeitet, um das Dekahydrat von hoher Reinheit zu erhalten. Wasserfreies Natriumtetraborat kann durch Erhitzen des Dekahydrats gewonnen werden. Natriumtetraborat kann auch durch die Verarbeitung anderer borathaltiger Mineralien wie Ulexit (NaCaB5O9-8H2O) und Colemanit (Ca2B6O11-5H2O) gewonnen werden.
Gebräuchliche Verwendungen und mögliche Gefahren
Die Hauptverwendung von Natriumtetraborat ist die Herstellung von Glasprodukten. Etwa 43 % der weltweit verwendeten Verbindung werden für diesen Zweck verwendet. Mit Natriumtetraborat hergestelltes Glas ist sehr stabil und hitzebeständig. Die bekannte Glasmarke Pyrex® wird mit Natriumtetraborat hergestellt. Die größte Einzelanwendung von Boraxglas ist heute die Herstellung von Glasfaserisolierungen und Glasfasertextilien.
Interessante Fakten
- Die vielleicht bekannteste Handelsform von Natriumtetraborat heißt Twenty-Mule-Team® Borax. Der Name rührt daher, dass die ersten Boraxminen in Kalifornien 165 Meilen vom nächsten Bahnhof in Mojave, Kalifornien, entfernt lagen. Das geförderte Borax wurde über diese Entfernung in Waggons transportiert, die von 20 Maultieren gezogen wurden. Jeder Wagen kostete 900 Dollar, wog 14.500 Kilogramm und hatte Räder mit einem Durchmesser von 2 Metern. Die Reise dauerte etwa zwanzig Tage, und das bei Temperaturen von bis zu 45 °C (113 °F). In den sechs Jahren, in denen Maultiergespanne eingesetzt wurden, wurden etwa neun Millionen Kilogramm Borax von der Mine zum Bahnhof transportiert. Im Jahr 1896 übernahm die Pacific Coast Borax Company (später U.S. Borax) die zwanzig Maultiergespanne als Firmensymbol.
Die zweitwichtigste Verwendung von Natriumtetraborat ist die Herstellung von Seifen, Waschmitteln und Körperpflegeprodukten. Einige bekannte Produkte, die Borax enthalten, sind 20-Mule-Team® Borax Allzweckreiniger, 20-Mule-Team® Borax Laundry Booster, Borateem® Fleckenentferner und Boraxo® Handseife in Pulverform. Einige andere Verwendungen von Natriumtetraborat sind:
- als Flammschutzmittel und Fungizid für Holzprodukte;
- bei der Herstellung von Emaille, Porzellan, Glasuren, Emaillen und Fritten (spezielle Arten von Glas);
- bei der Herstellung von Düngemitteln und Herbiziden;
- Als Additive für bestimmte Arten von Polymeren;
- Als Flussmittel zum Schmelzen und Löten von Metallen;
- Bei der Herstellung von Rostschutzmitteln; und
- Bei bestimmten fotografischen Verfahren.
Natriumtetraborat ist ein mildes Reizmittel für die Haut, die Augen und die Atemwege. Es kann Entzündungen der Haut, der Augen, der Nase, des Rachens und der Lunge verursachen. Bei Verschlucken kann es zu Übelkeit, Erbrechen, Durchfall und Bauchschmerzen führen. Es gibt einige Hinweise darauf, dass die Einnahme von Natriumtetraborat bei Labortieren zu Fortpflanzungsproblemen führen kann, obwohl ähnliche Auswirkungen beim Menschen nicht beobachtet wurden. Das Verschlucken großer Mengen von Natriumtetraborat kann schwerwiegende gesundheitliche Folgen haben, insbesondere für kleine Kinder. Die tödliche Dosis von Natriumtetraborat für kleine Kinder liegt bei etwa fünf Gramm der Verbindung.
Wörter, die man kennen sollte
ANHYDROUS Beschreibt eine Verbindung, der jegliches Wasser der Hydratation fehlt. DECAHYDRAT Form einer Verbindung, die mit zehn Wassermolekülen vorliegt. FLUX Ein Material, das beim Schweißen und Löten (Verbinden) von Metallen hilft. WASSER DER HYDRATION Wasser, das sich mit einer Verbindung auf physikalische Weise verbunden hat.
FÜR WEITERE INFORMATIONEN
„Borax (Hydratisiertes Natriumborat).“ Amethyst Galleries, Inc. http://mineral.galleries.com/minerals/carbonat/borax/borax.htm (Zugriff am 12. November 2005).
„Rio Tinto Borax.“ Borax. http://www.borax.com/index.html (Zugriff am 12. November 2005).
„Sodium Tetraborate.“ Internationales Programm für Chemikaliensicherheit. http://www.inchem.org/documents/icsc/icsc/eics1229.htm (Zugriff am 12. November 2005).