Kwas borowy

Opis

Kwas borowy, zwany również boranem wodoru, kwasem borowym, kwasem ortoborowym lub acidum boricum jest słabym kwasem boru często stosowanym jako środek antyseptyczny, insektycyd, środek zmniejszający palność lub pochłaniacz neutronów, a także prekursor innych związków chemicznych. Jego wzór chemiczny to H3BO3. Występuje w postaci bezbarwnych kryształów lub białego proszku i rozpuszcza się w wodzie. Kiedy występuje jako minerał, jest nazywany sassolite.

Kwas borowy występuje w postaci rodzimej w niektórych okręgach wulkanicznych, takich jak Toskania, Wyspy Lipari i Nevada. Jest on zazwyczaj mieszany z parą wodną ze szczelin w ziemi, a także znajduje się jako składnik wielu minerałów (boraks, boracyt, borontrocaicite i colemanite). Obecność kwasu borowego i jego soli została stwierdzona w wodzie morskiej. Występuje on również w roślinach, a zwłaszcza w prawie wszystkich owocach.

Borany, w tym kwas borowy, były stosowane od czasów Greków do czyszczenia i konserwowania żywności.

Kwas borowy może być otrzymywany w reakcji boraksu (dziesięciowodnego tetraboranu sodu) z kwasem mineralnym, takim jak kwas solny:

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

Powstaje również jako produkt uboczny hydrolizy trójhalidów boru i diboranu:

B2H6 + 6 H2O → 2 B(OH)3 + 6 H2

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

Kwas borowy jest rozpuszczalny we wrzącej wodzie. Po podgrzaniu do temperatury powyżej 170 °C, odwadnia się, tworząc kwas metaborowy (HBO):

H3BO3 → HBO2 + H2O

Kwas borowy wnosi istotny wkład w pochłanianie dźwięków o niskiej częstotliwości w wodzie morskiej.

Krystaliczny kwas borowy składa się z warstw cząsteczek B(OH)3 utrzymywanych razem przez wiązania wodorowe. Odległość między dwoma sąsiednimi warstwami wynosi 318 pm.

Kwas borowy jest trujący, jeśli jest przyjmowany wewnętrznie lub wdychany w dużych ilościach. Długotrwałe narażenie na działanie kwasu borowego może powodować uszkodzenie nerek, a w końcu ich niewydolność.

Zastosowanie

Im więcej dowiadujemy się o korzystnych właściwościach kwasu borowego, tym częściej jest on stosowany w szerokiej gamie produktów konsumenckich i przemysłowych.

Kilka popularnych przykładów:

Farmaceutyki i kosmetyki: kwas borowy jest łagodnym środkiem antyseptycznym, jak również łagodnym kwasem, który hamuje wzrost mikroorganizmów na zewnętrznych powierzchniach ciała. Jest on powszechnie stosowany w roztworach soczewek kontaktowych, środkach do dezynfekcji oczu, środkach dopochwowych, pudrach dla niemowląt, preparatach przeciwstarzeniowych i podobnych zastosowaniach zewnętrznych.

Suplementy żywieniowe: kwas borowy i inne borany są coraz częściej stosowane w suplementach żywieniowych dostępnych bez recepty jako źródło boru. Uważa się, że bor ma potencjalną wartość terapeutyczną w promowaniu zdrowia kości i stawów, jak również ma ograniczający wpływ na objawy zapalenia stawów. Należy zauważyć, że efekty zdrowotne kwasu borowego i suplementów na bazie boru są oparte na bardzo nowych badaniach i/lub są oparte wyłącznie na oświadczeniach producentów suplementów. Nie należy sugerować, że kwas borowy powinien być bezpośrednio spożywany jako suplement lub z jakiegokolwiek innego powodu.

Środki zmniejszające palność: kwas borowy hamuje uwalnianie palnych gazów ze spalania materiałów celulozowych, takich jak bawełna, drewno i produkty na bazie papieru. Kwas borowy uwalnia również chemicznie związaną wodę, aby jeszcze bardziej ograniczyć spalanie. Tworzy się węgiel drzewny, który dodatkowo hamuje spalanie.

Futony, materace, meble tapicerowane, izolacja i płyty gipsowe są powszechne przedmioty konsumpcyjne, które wykorzystują kwas borowy jako środek zmniejszający palność. Tworzywa sztuczne, tekstylia, specjalistyczne powłoki i inne produkty przemysłowe również zawierają kwas borowy, aby wzmocnić ich zdolność do wytrzymywania ekspozycji na płomienie.

Szkło i włókno szklane: szkło żaroodporne, borokrzemianowe i inne specjalistyczne szkła opierają się na kwasie borowym i innych podobnych boranach, aby zwiększyć odporność chemiczną i temperaturową szkła. Żarówki halogenowe, naczynia do piekarników, szkło do mikrofalówki, szkło laboratoryjne i wiele innych szklanych przedmiotów codziennego użytku zyskuje na odporności dzięki dodatkowi kwasu borowego. Kwas borowy pomaga również w procesie fibryfikacji włókna szklanego, które jest używane w izolacji z włókna szklanego, jak również w tekstylnym włóknie szklanym (materiał podobny do tkaniny, powszechnie używany w nartach, płytkach drukowanych i innych podobnych zastosowaniach).

Środki do konserwacji drewna i zwalczania szkodników: kwas borowy jest powszechnym źródłem związków boru, gdy jest używany w składzie produktów, które kontrolują grzyby i owady. Grzyby są roślinami, które nie zawierają chlorofilu i muszą mieć zewnętrzne źródło pożywienia (takie jak celuloza drzewna). Związki boru hamują rozwój grzybów i okazały się niezawodnym środkiem do konserwacji drewna. Podobnie, kwas borowy jest stosowany w basenach i spa jako bezpieczniejszy i „łagodniejszy w odczuciu” substytut chloru. Kwas borowy, boraks i inne sole są powszechnie stosowane do zmiękczania wody w basenach i zapobiegania zanieczyszczeniom. Kwas borowy jest naturalnym i coraz bardziej popularnym produktem do zwalczania owadów. W przeciwieństwie do sprayów na szerszenie lub mrówki, kwas borowy nie zabija owadów w kontakcie z wysoce toksycznymi chemikaliami. Działa on raczej jak środek osuszający, który odwadnia wiele owadów powodując drobne pęknięcia lub szczeliny w ich egzoszkieletach, co ostatecznie je wysusza. Słoność” kwasu borowego zakłóca również ich bardzo prosty metabolizm elektrolityczny.

Inne zastosowania: kwas borowy jest powszechnie stosowany w metalurgii do hartowania i obróbki stopów stali, jak również do pomocy w stosowaniu materiałów galwanicznych. Jest on stosowany w powłokach ceramicznych i emalii, w klejach, jako smar oraz w wielu innych produktach konsumenckich i przemysłowych.

.