Borsäure

Beschreibung

Borsäure, auch Hydrogenborat, Borsäure, Orthoborsäure oder Acidum boricum genannt, ist eine schwache Borsäure, die häufig als Antiseptikum, Insektizid, Flammschutzmittel oder Neutronenabsorber und als Vorstufe anderer chemischer Verbindungen verwendet wird. Ihre chemische Formel lautet H3BO3. Es kommt in Form farbloser Kristalle oder eines weißen Pulvers vor und löst sich in Wasser. Wenn sie als Mineral vorkommt, wird sie Sassolith genannt.

Borsäure kommt in ihrer ursprünglichen Form in bestimmten vulkanischen Gebieten wie der Toskana, den Liparischen Inseln und Nevada vor. Sie ist in der Regel mit Dampf aus Erdspalten vermischt und kommt auch als Bestandteil vieler Mineralien (Borax, Boracit, Borontrocaicit und Colemanit) vor. Das Vorhandensein von Borsäure und ihren Salzen wurde im Meerwasser festgestellt. Sie kommt auch in Pflanzen und vor allem in fast allen Früchten vor.

Borate, einschließlich Borsäure, werden seit der Zeit der Griechen zur Reinigung und Konservierung von Lebensmitteln verwendet.

Borsäure kann durch Reaktion von Borax (Natriumtetraborat-Decahydrat) mit einer Mineralsäure, z. B. Salzsäure, hergestellt werden:

Na2B4O7-10H2O + 2 HCl → 4 B(OH)3 + 2 NaCl + 5 H2

Sie entsteht auch als Nebenprodukt der Hydrolyse von Bortrihalogeniden und Diboran:

B2H6 + 6 H2O → 2 B(OH)3 + 6 H2

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

Borsäure ist in kochendem Wasser löslich. Beim Erhitzen über 170 °C dehydratisiert sie und bildet Metaborsäure (HBO):

H3BO3 → HBO2 + H2O

Borsäure trägt wesentlich zur Absorption von tieffrequentem Schall im Meerwasser bei.

Kristalline Borsäure besteht aus Schichten von B(OH)3-Molekülen, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Schichten beträgt 318 pm.

Borsäure ist giftig, wenn sie innerlich eingenommen oder in großen Mengen eingeatmet wird. Langfristige Exposition gegenüber Borsäure kann zu Nierenschäden und schließlich zu Nierenversagen führen.

Anwendungen

Je mehr man über die vorteilhaften Eigenschaften von Borsäure erfährt, desto mehr wird sie in einer breiten Palette von Verbraucher- und Industrieprodukten verwendet.

Ein paar gängige Beispiele:

Pharmazeutika und Kosmetika: Borsäure ist ein mildes Antiseptikum sowie eine milde Säure, die das Wachstum von Mikroorganismen auf den Außenflächen des Körpers hemmt. Sie wird häufig in Kontaktlinsenlösungen, Augendesinfektionsmitteln, Vaginalpräparaten, Babypuder, Anti-Aging-Präparaten und ähnlichen äußerlichen Anwendungen verwendet.

Nahrungsergänzungsmittel: Borsäure und andere Borate werden zunehmend in rezeptfreien Nahrungsergänzungsmitteln als Borquelle verwendet. Man geht davon aus, dass Bor einen potenziellen therapeutischen Wert bei der Förderung der Knochen- und Gelenkgesundheit sowie bei der Linderung von Arthritis-Symptomen hat. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass die gesundheitlichen Wirkungen von Borsäure und borhaltigen Nahrungsergänzungsmitteln auf sehr neuen Studien beruhen und/oder sich ausschließlich auf die Behauptungen der Hersteller der Nahrungsergänzungsmittel stützen. Es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass Borsäure direkt als Nahrungsergänzungsmittel oder aus anderen Gründen eingenommen werden sollte.

Flammschutzmittel: Borsäure hemmt die Freisetzung brennbarer Gase bei der Verbrennung von zellulosehaltigen Materialien wie Baumwolle, Holz und Produkten auf Papierbasis. Borsäure setzt auch chemisch gebundenes Wasser frei, das die Verbrennung weiter reduziert. Es bildet sich ein Kohlenstoffkohlenstoff, der die Verbrennung weiter hemmt.

Futons, Matratzen, Polstermöbel, Dämmstoffe und Gipskartonplatten sind gängige Konsumgüter, für die Borsäure als Flammschutzmittel verwendet wird. Kunststoffe, Textilien, Spezialbeschichtungen und andere Industrieprodukte enthalten ebenfalls Borsäure, um ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Flammen zu erhöhen.

Glas und Fiberglas: Hitzebeständige Gläser, Borosilikatgläser und andere Spezialgläser verwenden Borsäure und andere ähnliche Borate, um die Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit des Glases zu erhöhen. Halogenglühbirnen, Ofengeschirr, mikrowellengeeignetes Glas, Laborglas und viele alltägliche Glasartikel werden durch den Zusatz von Borsäure verbessert. Borsäure hilft auch bei der Zerfaserung von Glasfasern, die in der Glasfaserisolierung und in Textilglas (einem gewebeähnlichen Material, das häufig in Skiern, Leiterplatten und anderen ähnlichen Anwendungen verwendet wird) eingesetzt werden.

Holzschutzmittel und Schädlingsbekämpfung: Borsäure ist eine häufige Quelle von Borverbindungen, wenn sie in der Formulierung von Produkten zur Bekämpfung von Pilzen und Insekten verwendet wird. Pilze sind Pflanzen, die kein Chlorophyll enthalten und eine äußere Nahrungsquelle (wie Holzzellulose) benötigen. Borverbindungen hemmen das Wachstum von Pilzen und haben sich als zuverlässige Holzschutzmittel erwiesen. In ähnlicher Weise wird Borsäure in Schwimmbädern und Spas als sicherer und „weicherer“ Ersatz für Chlor verwendet. Borsäure, Borax und andere Salze werden häufig verwendet, um das Wasser zu enthärten und Verunreinigungen zu vermeiden. Borsäure ist ein natürliches und zunehmend beliebtes Mittel zur Insektenbekämpfung. Im Gegensatz zu Hornissen- oder Ameisensprays tötet Borsäure das Ungeziefer nicht bei Kontakt mit hochgiftigen Chemikalien. Vielmehr wirkt sie wie ein Trockenmittel, das viele Insekten austrocknet, indem es winzige Risse oder Spalten in ihren Panzern verursacht, wodurch sie schließlich austrocknen. Der „Salzgehalt“ der Borsäure stört auch den sehr einfachen elektrolytischen Stoffwechsel der Insekten.

Weitere Verwendung: Borsäure wird in der Metallurgie häufig zum Härten und Behandeln von Stahllegierungen sowie als Hilfsmittel beim Auftragen von Metallüberzügen verwendet. Sie wird in Keramik- und Emaille-Beschichtungen, in Klebstoffen, als Schmiermittel und in vielen anderen Konsum- und Industrieprodukten verwendet.