Бор

Елемент цей належить до числа досить поширених: вміст його в земній корі становить близько 5.10 -4 % – Скупчення бору зустрічаються у вигляді кисневих сполук – борної кислоти (H3 BO3), бури (Na2 B4 O7 • 10Н2 О), ашаритов (MgHBO3) і ряду більш складних мінералів. Щорічний світовий видобуток сполук бору досягає 300 тис. т. Найважливішими з них є бура і борна кислота.

1) Борна кислота використовується при емалюванні залізних судин (вводиться до складу емалей) і в медицині (дезінфікуючі полоскання і т. д.), а також служить звичайним вихідним продуктом для отримання інших сполук бір ” а. Бура застосовується в ряді галузей промисловості – скляної, керамічної, шкіряної та ін – з медицині.

У вільному стані бор може бути отриманий з борної кислоти. Нагріванням її переводять у борний ангідрид (В2 О3), який потім розжарюють з металевим магнієм:

B2 O3 +3 Mg = 3MgO + 2B

Після обробки продуктів реакції соляною кислотою (для видалення MgO) залишається елементарний бор У чистому стані він має чорний колір, щільність 2,3, плавиться при 2075 °С і кипить при 3960 °С.

У звичайних умовах бор вельми інертний. Навпаки, при високих температурах він з’єднується не тільки з киснем, хлором і бромом, але також з сіркою і азотом. При дуже сильному прожарюванні бор витісняє вільні елементи навіть з таких стійких оксидів, як Р2 О5, СО2 і SiO2, а також з окислів багатьох металів. При сплаві бору з деякими з останніх утворюються бориди цих металів, наприклад борид магнію – Mg3 B2.

По відношенню до повітря та води бор цілком стійкий. У звичайних кислотах він не розчиняється, але гаряча концентрована HNO3 поступово окисляє його до борної кислоти:

В + 3HNO3 = Н3 В3 + 3NO2

У всіх стійких з’єднаннях бор трьохвалентний.

Найбільш характерні для бору кисневі сполуки. При нагріванні на повітрі до 700 °С він згоряє за рівнянням:

4В + ЗО2 = 2В2 О3

Утворений борний ангідрид являє собою безбарвну, досить тугоплавку склоподібну масу.

На повітрі В2 О3 притягує вологу, а у воді розчиняється з утворенням борної кислоти.

В2 О3 + ЗН2 О = 2Н3 В3

Борна (точніше – Ортоборна) кислота являє собою безбарвні кристали. При нагріванні вона втрачає воду і переходить спочатку в метаборну кислоту (НвО2), потім у тетраборную (Н2 В4 О7) і, нарешті, в борний ангідрид. Розчинення цих речовин у воді супроводжується їх переходом у Н3 В3.

Дисоціація гідрату В (ОН) 3 в розчині йде по кислотному типу. Однак борна кислота дуже слабка і тому з розчинів своїх солей легко виділяється більшістю інших кислот. Солі її (борнокислого, або борати) проводяться зазвичай від різних поліборних кислот загальної формули xВ2 О3 • yН2 О, найчастіше – тетраборной (х = 2, y = 1). Остання є кислотою значно сильнішою, ніж Ортоборна.

Солі Н2 В4 О7 утворюються при нейтралізації H3 BO3 лугами, наприклад, за схемою:

2NaOH + 4Н3 В3 = Na2 B4 O7 + 7Н2 Про

Надлишком лугу вони можуть бути переведені в метаборати: 2NaOH + Na2 B4 O7 = 4NaBO2 + Н2 О

З іншого боку, при дії на тетраборат (або метаборати) сильних кислот виділяється вільна Ортоборна кислота:

Na2 B4 O7 + H2 SO4 + 5Н2 О = Na2 SO4 + 4Н3 В3

У воді з боратів розчиняються тільки солі найбільш активних одновалентних металів. Внаслідок гідролізу розчини їх показують сильнолужну реакцію. Найважливішим для практики Боратом є бура.

Так як безводні борати надзвичайно стійкі по відношенню до нагрівання, при високих температурах борна кислота виділяє більшість інших кислот з їх солей. У цьому відношенні (як і по своїй слабкості) вона схожа на кремінну кислоту.

2) Борна кислота (K1 = 6.10 -10, K2 = 2.10 -13, K3 = 2.10 -14) забарвлює полум’я в зелений колір і кілька летуча з водяною парою, Тетраборной кислоті (K1 = 2.10 – 4, K2 = 2.10 -5) може бути додана структурна формула.

Посилання на основну публікацію