Boorihappo

Kuvaus

Boorihappo, jota kutsutaan myös vetyboraatiksi, boorihapoksi, ortoboorihapoksi tai acidum boricumiksi, on boorin heikko happo, jota käytetään usein antiseptisenä aineena, hyönteismyrkkynä, liekinestoaineena tai neutronien absorbaattorina sekä muiden kemiallisten yhdisteiden lähtöaineena. Sen kemiallinen kaava on H3BO3. Se esiintyy värittöminä kiteinä tai valkoisena jauheena ja liukenee veteen. Mineraalina esiintyessään sitä kutsutaan sassoliitiksi.

Boorihappoa esiintyy natiivimuodossaan tietyillä vulkaanisilla alueilla, kuten Toscanassa, Liparin saarilla ja Nevadassa. Se sekoittuu yleensä höyryyn maan halkeamista, ja sitä esiintyy myös monien mineraalien (booraksi, boraasiitti, boorontrokaasiitti ja colemanite) ainesosana. Boorihappoa ja sen suoloja on havaittu merivedessä. Sitä esiintyy myös kasveissa ja erityisesti lähes kaikissa hedelmissä.

Boraatteja, boorihappo mukaan lukien, on käytetty kreikkalaisten ajoista lähtien elintarvikkeiden puhdistamiseen ja säilömiseen.

Boorihappoa voidaan valmistaa reagoimalla booraksia (natriumtetraboraattidekahydraatti) mineraalihapon, kuten suolahapon, kanssa:

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

Boorihappoa muodostuu myös booritrihalogenidien ja booridiboorin hydrolyysin sivutuotteena:

B2H6 + 6 H2O → 2 B(OH)3 + 6 H2

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

Boorihappo liukenee kiehuvaan veteen. Kuumennettaessa yli 170 °C se dehydratoituu muodostaen metaboorihappoa (HBO):

H3BO3 → HBO2 + H2O

Boorihappo vaikuttaa merkittävästi matalataajuisen äänen absorptioon merivedessä.

Kiteinen boorihappo koostuu kerroksista B(OH)3-molekyylejä, joita vetysidokset pitävät yhdessä. Kahden vierekkäisen kerroksen välinen etäisyys on 318 pm.

Boorihappo on myrkyllistä, jos sitä otetaan sisäisesti tai hengitetään suuria määriä. Pitkäaikainen altistuminen boorihapolle voi aiheuttaa munuaisvaurion ja lopulta munuaisten vajaatoiminnan.

Sovellukset

Mitä enemmän boorihapon hyödyllisistä ominaisuuksista opitaan, sitä enemmän sitä käytetään monenlaisissa kuluttaja- ja teollisuustuotteissa.

Joitakin yleisiä esimerkkejä:

Farmaseuttiset ja kosmeettiset valmisteet: Boorihappo on mieto antiseptinen aine sekä mieto happo, joka estää mikro-organismien kasvua elimistön ulkopinnoilla. Sitä käytetään yleisesti piilolinsseihin tarkoitetuissa liuoksissa, silmien desinfiointiaineissa, emätinlääkkeissä, vauvapuuterissa, ikääntymistä estävissä valmisteissa ja vastaavissa ulkoisissa sovelluksissa.

Lisäravinteet: Boorihappoa ja muita boraatteja käytetään yhä useammin reseptivapaasti myytävissä lisäravinteissa boorin lähteenä. Boorilla uskotaan olevan potentiaalista terapeuttista arvoa luuston ja nivelten terveyden edistämisessä sekä niveltulehdusoireita rajoittavassa vaikutuksessa. On tärkeää huomata, että boorihapon ja booripohjaisten ravintolisien terveysvaikutukset perustuvat hyvin uusiin tutkimuksiin ja/tai pelkästään ravintolisien valmistajien väitteisiin. Ei pidä antaa ymmärtää, että boorihappoa pitäisi nauttia suoraan lisäravinteena tai mistään muusta syystä.

Palonestoaineet: Boorihappo estää palavien kaasujen vapautumista palavista selluloosapohjaisista materiaaleista, kuten puuvillasta, puusta ja paperipohjaisista tuotteista. Boorihappo vapauttaa myös kemiallisesti sitoutunutta vettä, joka vähentää palamista entisestään. Syntyy hiilihiiltä, joka estää palamista entisestään.

Futongit, patjat, pehmustetut huonekalut, eristeet ja kipsilevyt ovat yleisiä kulutustavaroita, joissa boorihappoa käytetään palonestoaineena. Muovit, tekstiilit, erikoispinnoitteet ja muut teollisuustuotteet sisältävät myös boorihappoa vahvistaakseen niiden kykyä kestää altistumista liekeille.

Lasi ja lasikuitu: Lämmönkestävät, borosilikaatti- ja muut erikoislasit luottavat boorihappoon ja muihin samankaltaisiin boraatteihin parantaakseen lasin kemiallista ja lämpötilakestävyyttä. Halogeenilamput, uunitavarat, mikroaaltouunilasi, laboratoriolasitavarat ja monet jokapäiväiset lasiesineet parantavat kestävyyttään lisäämällä niihin boorihappoa. Boorihappo auttaa myös lasikuidun kuidutusprosessissa, jota käytetään lasikuitueristeissä sekä tekstiililasissa (kankaan kaltainen materiaali, jota käytetään yleisesti suksissa, piirilevyissä ja muissa vastaavissa sovelluksissa).

Puun säilöntäaineet ja tuholaistorjunta: Boorihappo on yleinen booriyhdisteiden lähde, kun sitä käytetään sieniä ja hyönteisiä torjuvien tuotteiden formuloinnissa. Sienet ovat kasveja, jotka eivät sisällä klorofylliä ja joilla on oltava ulkopuolinen ravinnonlähde (kuten puun selluloosa). Booriyhdisteet estävät sienten kasvua, ja niiden on osoitettu olevan luotettava puunsuoja-aine. Samoin boorihappoa käytetään uima-altaissa ja kylpylöissä turvallisempana ja ”pehmeämmän tuntuisena” kloorin korvikkeena. Boorihappoa, booraksia ja muita suoloja käytetään yleisesti pehmentämään allasvettä ja estämään saastumista. Boorihappo on luonnollinen ja yhä suositumpi hyönteisten torjunta-aine. Toisin kuin hornet- tai muurahaisruiskut, boorihappo ei tapa ötököitä kosketuksesta käyttäen erittäin myrkyllisiä kemikaaleja. Pikemminkin se toimii kuivausaineena, joka kuivattaa monia hyönteisiä aiheuttamalla pieniä halkeamia tai halkeamia niiden ulkokuoreen. Boorihapon ”suolaisuus” häiritsee myös niiden hyvin yksinkertaista elektrolyyttistä aineenvaihduntaa.

Muut käyttökohteet: Boorihappoa käytetään yleisesti metallurgiassa kovettamaan ja käsittelemään terässeoksia sekä auttamaan metallin pinnoitusaineiden levittämisessä. Sitä käytetään keraamisissa ja emalipinnoitteissa, liimoissa, voiteluaineena ja monissa muissa kuluttaja- ja teollisuustuotteissa.