Δομή, ιδιότητες και χρήσεις του βορικού οξέος

Εισαγωγή

Το βορικό οξύ, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως υδροβορικό, ορθοβορικό οξύ και βορικό οξύ, είναι ένα ασθενές οξύ. Στην πραγματικότητα, είναι ένα όξινο ένυδρο οξείδιο του βορικού με ήπιες, αντιμυκητιακές, αντισηπτικές και αντιικές ιδιότητες. Ο ακριβής μηχανισμός δράσης του βορικού οξέος δεν έχει προσδιοριστεί. συνήθως κυτταροτοξικά για όλα τα κύτταρα. Χρησιμοποιείται γενικά στη θεραπεία λοιμώξεων από ζυμομύκητες και φλύκταινες πυρετού (γνωστές και ως επιχείλιες πληγές). Είναι ένα από τα καλύτερα παραγόμενα βορικά άλατα και χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο στις φαρμακευτικές και καλλυντικές εταιρείες, ως θρεπτικό συμπλήρωμα, επιβραδυντικό φλόγας (που συμβάλλει στη μείωση της πυρκαγιάς  ζημιές σε ανθρώπους), στην κατασκευή γυαλιού καθώς και υαλοβάμβακα, και στην κατασκευή συντηρητικών ξυλείας για τον έλεγχο των παρασίτων.

Βορικό οξύ ως σκόνη βορικού οξέος

Στην καθημερινή μας ζωή, ονομάζαμε συχνά το βορικό οξύ ως σκόνη βορικού οξέος, όπως φαίνεται ως λευκή σκόνη. Χρησιμοποιείται γενικά ως φυτοφάρμακο, δηλαδή για τον έλεγχο των κατσαρίδων. Στην πραγματικότητα κολλάει τις κατσαρίδες όταν έρχονται σε επαφή με αυτή τη σκόνη. Αυτή η σκόνη χρησιμοποιείται επίσης ως λίπασμα σε χωράφια, καθώς και σε απορρυπαντικά και σαπούνια χεριών.

ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΒΟΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΥ

Η χημική δομή του βορικού οξέος είναι γενικά γνωστή ως H3BO3, μερικές φορές που γράφεται και ως B(OH)3. Από αυτόν τον τύπο μπορούμε εύκολα να δούμε ότι, η ένωση περιέχει ένα άτομο βορίου, τρία άτομα υδρογόνου και τρία άτομα οξυγόνου στα οποία τρεις ομάδες -ΟΗ, δηλαδή ομάδες υδροξυλίου συνδέονται με ένα άτομο βορίου. Η δομή της ένωσης είναι όπως απεικονίζεται παρακάτω:

Έχει βασικά μια δισδιάστατη δομή, η οποία βρίσκεται σε ένα επίπεδο. Σύμφωνα με τη θεωρία VSEPR, η μοριακή γεωμετρία αυτής της ένωσης βρέθηκε ότι είναι τριγωνική επίπεδη.

Φυσικές ιδιότητες

Μερικές από τις βασικές φυσικές ιδιότητες του βορικού οξέος είναι οι εξής:

1. Έχει μοριακή μάζα 61,83 g/mol.
2. Είναι μια άχρωμη και άοσμη ουσία.
3. Γενικά είναι ένα λευκό κρυσταλλικό στερεό σε θερμοκρασία δωματίου, δηλαδή στους 250 C.
4. Είναι αρκετά διαλυτό στο νερό. Η διαλυτότητα του βορικού οξέος στο νερό σε θερμοκρασία δωματίου είναι 57 γραμμάρια ανά λίτρο.
5. Είναι επίσης ελαφρώς διαλυτό στην ακετόνη και ελάχιστα διαλυτό στην πυριδίνη.
6. Το σημείο βρασμού του βορικού οξέος είναι 5000C (ή 5730F).
7. Το σημείο τήξης αυτής της ένωσης είναι 170.900 C (ή 339.620 F).
8. Έχει πυκνότητα 1,43 g/cm3.

Χημικές ιδιότητες

1. Θέρμανση:

1. Η θέρμανση του βορικού οξέος στους 1700C δίνει μεταβορικό οξύ. Η αντίδραση έχει ως εξής:H3BO3  → HBO2 + H2O
2. Ενώ δίνει τετραβορικό οξύ σε θέρμανση στους 3000C. Η αντίδραση είναι ως εξής:4HBO2   →  H2B4O7 + H2O
3. Αλλά στους 3300 C, δίνει τριοξείδιο του βορίου κατά τη θέρμανση. Η αντίδραση είναι ως εξής:H2B4O7   →   2B2O3 + H2O
4. Διαλύθηκε εύκολα σε θειικό οξύ του οποίου η αντίδραση είναι η εξής:B(OH)3 + 6H2SO4  → B(HSO4)4- + 2HSO4- + 3H3O+
5. Αντιδρά με αλκοόλες για να δώσει βορικούς εστέρες. Η αντίδραση είναι όπως δίνεται παρακάτω:B(OH)3 + 3ROH → B(OR)3 + 3H2O
6. Σχηματίζει μεταβορικό και τετραβορικό νάτριο όταν αντιδρά με NaOH.
7. Δεν ιονίζεται πλήρως σε νερό ή άλλους διαλύτες.

Παρασκευή βορικού οξέος

Το βορικό οξύ μπορεί να παρασκευαστεί με αντίδραση βόρακα (δεκαϋδρικό τετραβορικό νάτριο) με ένα ορυκτό οξύ, για παράδειγμα υδροχλωρικό οξύ (HCl):

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

Μπορεί επίσης να σχηματιστεί ως υποπροϊόν της υδρόλυσης τριαλογονιδίων βορίου και διβορανίου. Η αντίδραση είναι ως εξής: 

B2H6 + 6H2O→ 2B(OH)3 + 6H2

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

Χρήσεις βορικού οξέος

Γενικά, σήμερα αυτή η ένωση χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές βιομηχανίες και εργοστάσια. Ας δούμε μερικές από τις χρήσεις του:

1. Χρησιμοποιείται συνήθως στην κατασκευή γυαλιού και μονόκλωνων υαλοπινάκων.
2. Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με μετουσιωμένο αλκοόλ στις βιομηχανίες κοσμημάτων.
3. Χρησιμοποιείται επίσης στην επιμετάλλωση.
4. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή επίπεδων οθονών LCD.
5. Μερικές φορές χρησιμοποιείται επίσης ως παράγοντας επιβράδυνσης της πυρκαγιάς, ο οποίος βοηθά στη μείωση των ζημιών από πυρκαγιά στους ανθρώπους.
6. Χρησιμοποιείται επίσης από σιδηρουργούς στη ροή συγκόλλησης.
7. Χρησιμοποιείται ως αντισηπτικό, εντομοκτόνο καθώς και ως απορροφητής νετρονίων.
8. Το μείγμα βορικού οξέος μαζί με φυτικά έλαια ή πετρέλαιο λειτουργεί ως εξαιρετικό λιπαντικό.
9. Χρησιμοποιείται επίσης σε πισίνες ως πρωτεύον buffer.
10. Αυτή η ένωση έχει επίσης μεγάλο ρόλο στον γεωργικό τομέα, δηλαδή χρησιμοποιείται για την πρόληψη της ανεπάρκειας βορίου και επίσης χρησιμοποιείται για τη συντήρηση δημητριακών όπως το ρύζι και το σιτάρι κ.λπ.
11. Χρησιμοποιείται επίσης σε πολλές βιομηχανίες για την εξουδετέρωση των βλαβερών επιπτώσεων του υδροφθορικού οξέος (HF).
12. Χρησιμοποιείται επίσης στη θεραπεία της λοίμωξης του αυτιού τόσο σε ανθρώπους όσο και σε ζώα.
13. Αυτό το οξύ αναμεμειγμένο με απεσταγμένο νερό χρησιμοποιείται επίσης ως σπρέι που βοηθά στην πήξη του αίματος.

Αυτές είναι λίγες από τις χρήσεις του βορικού οξέος, αλλά εκτός από όλες αυτές τις χρήσεις υπάρχουν επίσης πολλές περισσότερες βιομηχανικές καθώς και οικιακές χρήσεις του βορικού οξέος.

Συμπέρασμα:

Το βορικό οξύ και τα άλατά του με βορικό νάτριο είναι εντομοκτόνα που βρίσκονται στη φύση και σε διάφορες βιομηχανίες. Ένα από τα πιο συχνά προϊόντα είναι ο βόρακας. Το βορικό οξύ και τα αντίστοιχα του νατρίου έχουν διάφορους τρόπους συνδυασμού του βορίου με άλλα στοιχεία. Η τοξικότητά τους καθορίζεται κυρίως από την ποσότητα βορίου που περιέχουν.

Το βορικό οξύ και τα αντίστοιχα του νατρίου είναι αποτελεσματικά ενάντια σε ένα ευρύ φάσμα παρασίτων. Μεταξύ αυτών είναι τα έντομα, οι αράχνες, τα ακάρεα, τα φύκια, οι μούχλες, οι μύκητες και τα ζιζάνια. Από το 1948, τα προϊόντα που περιέχουν βορικό οξύ έχουν καταχωριστεί για χρήση στις Ηνωμένες Πολιτείες.