Przegląd
Tetraboran sodu (SO-dee-um tet-ruh-BOR-ate) jest terminem używanym dla bezwodnej lub uwodnionej postaci związku o wzorze Na2B4O7. Dekahydrat (Na2B4O7-10H2O) jest również określany jako boraks. Boraks występuje również bez wody hydratacyjnej i w tej postaci jest znany jako boraks bezwodny.
Kluczowe fakty
INNE NAZWY:
Boran sodu; piroboran sodu; tetraboran disodu; boraks
FORMUŁA:
Na2B4O7 lub Na2B4O7-10H2O; zob. przegląd
Pierwiastki:
Sód, bor, tlen
TYP SKŁADNIKA:
Sól (nieorganiczna)
STAN:
Ciało stałe
WAGA MOLEKULARNA:
Na2B4O7: 201.22 g/mol; Na2B4O7-10H2O: 381.37 g/mol
PUNKT SPOŻYCIA:
Na2B4O7: 743°C (1370°F); Na2B4O7-10H2O: rozkłada się w temperaturze około 75°C (170°F)
PUNKT WRZENIA:
Na2B4O7: 1575°C (2867°F); Na2B4O7-10H2O: nie dotyczy
SOLUBILNOŚĆ:
Rozpuszczalny w wodzie
Niektórzy historycy uważają, że boraks mógł być znany już 4000 lat temu. Ponieważ jednak starożytni ludzie nie używali tego terminu, istnieją poważne wątpliwości co do autentyczności tych twierdzeń. Związek ten był z pewnością w użyciu już około 800 lat p.n.e., kiedy to w cywilizacji chińskiej i islamskiej używano go do wyrobu szkła i biżuterii. Substancja ta była jednak bardzo droga i nie była powszechnie używana w Europie aż do średniowiecza. Boraks upowszechnił się po odkryciu w Stanach Zjednoczonych dużych złóż jego naturalnie występującej postaci. Pierwsze z tych złóż odkryto w Nevadzie w 1879 roku, choć największe złoża znaleziono później w pustynnych regionach południowej Kalifornii. Obecnie największe zasoby boraksu znajdują się w okolicach miasta Boron w Kalifornii oraz w Borax Lake w Kalifornii. Związek ten jest również wydobywany w Tybecie, Rosji, Chile i Turcji.
Tetraboran sodu jest bezwonnym białym krystalicznym ciałem stałym lub proszkiem. Forma uwodniona traci wodę hydratacyjną podczas ogrzewania, a następnie łączy się (topi) tworząc szkliste ciało stałe w wyższych temperaturach.
JAK TO JEST WYTWARZANE
Tetraboran sodu występuje naturalnie jako minerały tincal (wymawiane „tinkle;” Na2B4O7-10H2O) i kernit (Na2B4O7-4H2O). Rudy zawierające te minerały są kruszone, płukane i przetwarzane w celu uzyskania dekahydratu o wysokiej czystości. Bezwodny tetraboran sodu można otrzymać przez ogrzewanie dekahydratu. Tetraboran sodu może być również otrzymywany przez przetwarzanie innych minerałów zawierających borany, takich jak uleksyt (NaCaB5O9-8H2O) i kolemanit (Ca2B6O11-5H2O).
WSPÓŁCZESNE ZASTOSOWANIA I POTENCJALNE ZAGROŻENIA
Pierwszym zastosowaniem tetraboranu sodu jest produkcja wyrobów szklanych. Około 43 procent wszystkich związków użytych na świecie ma to zastosowanie. Szkło wykonane z tetraboranu sodu jest bardzo wytrzymałe i odporne na ciepło. Znana marka szkła Pyrex® jest produkowana przy użyciu tetraboranu sodu. Obecnie największym pojedynczym zastosowaniem szkła boraksowego jest produkcja izolacji z włókna szklanego i tekstyliów z włókna szklanego.
Interesujące fakty
- Prawdopodobnie najbardziej znaną formą handlową tetraboranu sodu jest Boraks Twenty-Mule-Team®. Nazwa pochodzi od faktu, że pierwsze kopalnie boraksu w Kalifornii znajdowały się 165 mil od najbliższej stacji kolejowej w Mojave, Kalifornia. Wydobyty boraks był transportowany na tę odległość w wagonach ciągniętych przez 20 mułów. Każdy wóz kosztował 900 dolarów, ważył 14 500 kilogramów (32 000 funtów) i miał koła o średnicy 2 metrów (7 stóp). Podróż trwała około dwudziestu dni, często w temperaturach sięgających 45°C (113°F). W ciągu sześciu lat, kiedy używano zaprzęgów mułów, z kopalni do stacji kolejowej przewieziono około dziewięciu milionów kilogramów (20 milionów funtów) boraksu. W 1896 r. Pacific Coast Borax Company (później U.S. Borax) przyjęła dwadzieścia zaprzęgów mułów jako swój symbol firmowy.
Następnym najważniejszym zastosowaniem tetraboranu sodu jest produkcja mydeł, detergentów i środków higieny osobistej. Niektóre dobrze znane produkty zawierające boraks to uniwersalny środek czyszczący 20-Mule-Team® Borax, 20-Mule-Team® Borax Laundry Booster, odplamiacz Borateem® i sproszkowane mydło Boraxo®. Niektóre inne zastosowania tetraboranu sodu obejmują:
- Jako środek zmniejszający palność i środek grzybobójczy do produktów drewnianych;
- W produkcji emalii, porcelany, glazury, emalii i fryty (wyspecjalizowane rodzaje szkła);
- W produkcji nawozów i herbicydów;
- Jako dodatki do niektórych rodzajów polimerów;
- Jako topnik do wytapiania i lutowania metali;
- W przygotowywaniu inhibitorów rdzy; oraz
- W niektórych procesach fotograficznych.
Tetraboran sodu jest łagodnym środkiem drażniącym skórę, oczy i drogi oddechowe. Może powodować stany zapalne skóry, oczu, nosa, gardła i płuc. W przypadku połknięcia może powodować nudności, wymioty, biegunkę i bóle brzucha. Istnieją pewne dowody na to, że spożycie tetraboranu sodu może powodować problemy z rozrodczością u zwierząt laboratoryjnych, chociaż nie zaobserwowano podobnych skutków u ludzi. Połknięcie dużych ilości tetraboranu sodu może mieć poważne konsekwencje zdrowotne, zwłaszcza dla małych dzieci. Śmiertelna dawka tetraboranu sodu dla małych dzieci wynosi około pięciu gramów (0,2 uncji) związku.
Słowa, które warto znać
ANHYDROUS Określenie związku, który nie posiada żadnej wody hydratacyjnej. DECAHYDRATE Forma związku, który istnieje z dziesięcioma cząsteczkami wody. FLUX Materiał, który wspomaga procesy spawania i lutowania (łączenia) metali. WODA WODOROZCIEŃCZALNA Woda, która połączyła się ze związkiem w jakiś sposób fizyczny.
DALSZE INFORMACJE
„Boraks (uwodniony boran sodu).” Amethyst Galleries, Inc. http://mineral.galleries.com/minerals/carbonat/borax/borax.htm (dostęp 12 listopada 2005 r.).
„Rio Tinto Borax.” Borax. http://www.borax.com/index.html (dostęp: 12 listopada 2005 r.).
„Sodium Tetraborate.” International Programme for Chemical Safety. http://www.inchem.org/documents/icsc/icsc/eics1229.htm (dostęp 12 listopada 2005).
„Tetraboran sodu.