Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Август » 27 » Бор
16:41
Бор

Бор является ярко выраженным неметаллом, единственным неметаллом третьей группы периодической таблицы. Всем нам бор известен благодаря применению борной кислоты в медицине и аграрном хозяйстве. Несмотря на то, что в земной коре содержится всего 0,0003% бора по массе.

Препараты бора были получены и описаны в 1808 году Гей-Люсаком и Тенуаром. Бор высокой чистоты (более 95%) был впервые получен Г. Муассаном в 1895 году при воздействии металлического натрия на оксид бора. Данный метод остается основным способом получения бора на сегодняшний день. Оксид бора получают прокаливанием при температуре более 800оС борной кислоты. Борную кислоту, в свою очередь, вытесняют серной кислотой из горячих концентрированных растворов боратов щелочных металлов. При температуре 90оС, борат натрия растворяется в воде, образуя раствор концентрацией до 20%.

Бораты щелочных металлов являются основным источником соединений бора для промышленной переработки. Наиболее известным борсодержащим минералом является бура Na2B4O7.10H2O. Бура встречается в составе многих минералов, но, промышленное значение имеют только залежи в осадочных породах засушливых районов и бура из горячих минеральных вод. Встречающиеся в районах с повышенной вулканической активностью.

Буру выделяют из руды или минеральных вод упариванием и очищают перекристаллизацией.

Борат натрия технической чистоты применяется в качестве микроудобрения. Соединения бора входят в состав надмолекулярных комплексов в корневой системе, они регулируют пропускную способность оболочки корней. В животных бор участвует в синтезе некоторых высокомолекулярных вестибулярных белков и витаминов. А также, белковые соединения бора участвуют в процессах нервной регуляции.

Техническая бура используется в качестве флюса для пайки различных металлов, так как, образующиеся из окисной пленки бораты легко растворяются в расплавленной буре. Это помогает очистить жало паяльника от антиадгезионного налета смешанных оксидов. Применение буры для пайки ограниченно, так как, остаточные соединения бора делают шов непрочным и не долговечным. Более широкое применение получил хлорид аммония, практически ни чего не оставляющий в материале паяного шва.

Бура аналитической частоты (более 99,9%) используется в лабораториях для качественного установления примесей ионов металлов в смесях. Так как, бура при сплавлении с оксидами металлов образует устойчивые и достаточно легкоплавкие смешанные соли метаборной кислоты. Эти соли называют "перлы”, за характерный бежево-матовый оттенок первых перлов, полученных в лаборатории. В зависимости от природы металла, окраска перлов меняется от светло-розовой до темно-фиолетовой. Поэтому, данный метод является доступным, простым, дешевым и достаточно надежным методом экспресс-анализа на ионы многих металлов. Существуют оттеночные диаграммы для определения природы иона по цветы перла. Этот метод получил некоторое развитие в последнее время в связи с широким внедрением термофлуоресцентного метода анализа минеральных смесей. Образование окрашенных смешанных солей, также широко используется в керамической промышленности для производства эмалей, пигментов и яркой керамики.

Достаточно чистая бура, также идет на изготовление мазей, растворов и других фармакологических препаратов. В основном, дезинфицирующего действия. Передозировка, особенно при приеме внутрь (редкие случаи, практически, при единичных диагнозах), чревата осложнениями с сердечнососудистой и мочевыводящей системами.

Борная кислота является слабой кислотой, к тому же, она плохо растворима в воде. Лучше растворима в органических растворителях. Используется, почти исключительно для медицинских нужд.

Фармакопейная "бура”, представляет собой декагидрат Na2B4O7.10H2O, постепенно теряющий воду при хранении, из-за уплотнения кристаллической структуры при рекристаллизационных переходах. При этом, кристаллы уплотняются, трескаются и рассыпаются в мелкую пудру. Поэтому, буру хранят в плотно закрытых банках, что бы она не потеряла удобную в обращении крупнокристаллическую структуру.

Классической аналитической реакцией на борную кислоту является реакция этерификации борной кислоты этиловым спиртом в присутствии катализатора – концентрированной серной кислоты. При этом выделяются пары борноэтилового эфира B(OC2H5)3, при сгорании которого пламя окрашивается в характерный зеленый цвет. При этом, остается пылеобразный оксид бора (III), притягивающий из воздуха влагу и сгущающийся в белесый туман.

Сгорание чистого бора в кислороде происходит при нагревании  выше 700оС, при этом выделяется много энергии. Оксид бора имеет высокую гигроскопичнось, что обуславливает его некоторую применимость для сушки газов кислотной природы. Правда, на этом поприще, его практически вытеснил оксид фосфора (V). Единственное преимущество оксида бора – в возможности регенерации при нагревании. Оксид бора отличается высокой термической стойкостью, поэтому используется для изготовления огнестойких материалов.

Еще более высокой теплотой сгорания отличаются соединения бора с водородом, борэтан и другие бораны. Бораны предложены еще в 60-е годы прошлого века в качестве высокоэнергетической присадки к жидким ракетным топливам. Но, до сих пор не нашли такого применения, главным образом, ввиду высокой температуры плавления образующегося оксида бора, засоряющего сопло реактивного двигателя. Кроме того, бороводороды очень ядовиты. Хотя, имеются сведения о применении бороводородов в топливных смесях для боеприпасов объемного взрыва (также известных как, кислородно-топливные боеприпасы). Бораны получают действием разбавленных кислот (обычно, серной) на бориды щелочных и щелочноземельных металлов.

Чистый кристаллический бор обладает высокой твердостью (до 98 единиц по шкале Рокуэлла, что близко к твердости алмаза), поэтому используется для изготовления абразивного инструмента. Более широкое применение нашел более дешевый карбид бора В4С. Более того, карбид бора обладает низкой проницаемостью для нейтронов, что делает его высокоэффективным и сравнительно легким материалом для защиты от радиации. Для этой цели также применяются композиции на основе порошков металлов и карбида бора. Например, с алюминиевым порошком это бораль.

Некоторое содержание бора (0,001 – 0,01%) в сталях повышает их качество, за счет изменения кристаллической структуры при внедрении атомов бора в кристаллическую решетку железа. Более высокое содержание бор повышает толщину и хрупкость межзерновых прослоек, снижая ударную вязкость и усталостную прочность сталей. Бор высокой чистоты предложен для использования в качестве полупроводника.

Категория: Химия элементов | Просмотров: 1595 | Добавил: Chemadm | Теги: борная кислота, соединения бора, применение бора | Рейтинг: 4.6/26
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]