Боракс

Боракс (исто така познат како натриум борат, тинкал и тинкар) — сол (јонско соединение) што нормално се среќава како хидриран натриум борат, со хемиска формула . Минералот боракс е кристален боратен минерал кој се јавува само на неколку места во светот во количини што овозможуваат економично ископување.
Бораксот при загревање може да се дехидрира и да премине во други облици со помала содржина на хидратациона вода. Безводниот боракс се добива со загревање на декахидратот или други хидрати, по што настанатата стаклеста цврста материја се меле во прав. Тој претставува бела кристална супстанција која лесно се раствора во вода, при што се формира базен раствор поради присуството на тетраборатниот анјон.
Бораксот е најчесто достапен во прав или грануларна форма и има многу индустриски и домашни намени, вклучително и како пестицид, како флукс за лемење метал, како компонента на стакло, емајл и грнчарија, за штавење на кожа и кожи, за вештачко стареење на дрво, како конзерванс против дрвни габи, како додаток во храната и како фармацевтски алкализатор. Во хемиските лаборатории се користи како пуферско средство.
Термините ''тинкал'' и ''тинкар'' се однесуваат на природно присутниот боракс кој историски се ископувал од сувите езерски корита во различни делови на Азија.
1 Историја
Бораксот за прв пат бил откриен во суви езерски корита во Тибет. Домородниот тинкал од Тибет, Персија и други делови од Азија се тргувал преку Патот на свилата до Арапскиот Полуостров во 8 век од н.е.
Бораксот почнал да се користи пошироко кон крајот на 19 век, кога компанијата „Пацифички брег боракс“, основана од Франсис Марион Смит, започнала со негово комерцијално пласирање и промоција на различни намени под трговската марка „20 Mule Team Borax“, која го добила името според начинот на првичното извлекување на бораксот од пустинските области на Калифорнија и Невада.
2 Етимологија
Англискиот збор ''боракс'' и неговата претходна средна форма enm е латински заем од старофранцускиот fro ~ fro што можеби потекнува од средновековниот латински la (друг англиски правопис), la, заедно со шпанскиот es (>es) и италијанска it, во 9 век, и од арапскиот збор ar ~ ~ што е потврдено во ''Kitāb al-Ṭabīkh'' на Ибн Сајар ал-Варак меѓу многуте примери, од средноперсискиот bwlk' (bōrag), кој дал персиски fa ''буре''.
Зборовите ''tincal'' и ''tincar'' биле усвоени во англискиот јазик во 17 век од малајскиот ms и од урду / персиски / арапски ; оттука и двете форми во англискиот јазик. Сите овие се чини дека се поврзани со санскритскиот збор sa .
3 Хемија
Од хемиски аспект, бораксот содржи јонска структура во која се присутни два борни центри со четирикратна координација и два борни центри со трикратна координација.
На температури повисоки од 21 °C (70 °F), бораксот се однесува како протонски спроводник, при што најголемата спроводливост се јавува долж b-оската.
Покрај тоа, бораксот лесно преминува во борна киселина и други боратни соединенија со широка практична примена. Реакцијата на бораксот со хлороводородна киселина, при која се добива борна киселина, е следната:
Бораксот е доволно стабилен за да се користи како примарен стандард за киселинско-базна титриметрија.
Растопениот боракс има способност да раствора бројни метални оксиди и при тоа да формира стаклеста маса. Оваа карактеристика е од особено значење за неговата примена во металургијата, како и во бораксниот тест со зрна што се користи за квалитативна хемиска анализа.
Бораксот е растворлив во различни растворувачи; сепак, е забележително нерастворлив во етанол.
Органски растворувач, Температура, Боракс (%) од тежина во заситен раствор
Глицерол 98,5%, 20 (68), 52,60
Глицерол 86,5%, 20 (68), 47,19
Етилен гликол, 25 (77), 41,60
Диетилен гликол, 25 (77), 18,60
Метанол, 25 (77), 19,90
Воден етанол 46,5%, 15,5 (60), 2,48
Ацетон, 25 (77), 0,60
Етил ацетат, 25 (77), 0,14
Температура, Боракс (%) од тежината во заситен раствор
0 (32), 1,99
5 (41), 2,46
10 (50), 3.09
15 (59), 3,79
20 (68), 4,70
25 (77), 5,80
30 (86), 7.20
35 (95), 9.02
40 (104), 11.22
45 (113), 14.21
50 (122), 17,91
55 (131), 23.22
60 (140), 30.32
65 (149), 33,89
70 (158), 36,94
75 (167), 40,18
80 (176), 44,31
85 (185), 48,52
90 (194), 53,18
95 (203), 58,94
100 (212), 65,63
Терминот боракс правилно се однесува на т.н. „декахидрат“, иако тоа име не е во согласност со неговата вистинска структура. Всушност, соединението претставува октахидрат. Анјонот не е тетраборат, туку тетрахидрокситетраборат, поради што попрецизната формула би требало да биде поинаква. Сепак, терминот боракс често се користи и за сродни соединенија. Така, „пентахидратниот“ боракс во реалноста е трихидрат. Тој е безбојна цврста супстанција со густина од 1,880, која кристализира од водени раствори над 60,8 °C (141,4 °F) во ромбоедарски кристален систем. Природно се среќава како минералот тинканит, а може да се добие и со загревање на „декахидратот“ над 61 °C (142 °F). Боракс „дихидрат“ ја има формулата всушност е безводен, со точна формула. Може да се добие со загревање на „декахидратот“ или „пентахидратот“ на температура над . Безводниот боракс е натриум тетраборат, со формула да се добие со загревање на кој било хидрат на . Има една аморфна (стаклеста) форма и три кристални форми – α, β и γ, со точки на топење од , и соодветно. α-Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub> е стабилна форма.
4 Природни извори
Бораксот се јавува природно во евапоритни наслаги произведени со постојано испарување на сезонските езера. Најкомерцијално важните наслаги се наоѓаат во: Борон, Калифорнија; и езерото Сирлс, Калифорнија. Исто така, бораксот е пронајден на многу други локации во југозападниот дел на САД, пустината Атакама во Чиле, новооткриени наслаги во Боливија и во Тибет и Романија. Бораксот може да се произведе и синтетички од други соединенија на бор.
Природно присутниот боракс (познат под трговското име Расорит-46 во Соединетите Американски Држави и во многу други земји) се рафинира со процес на рекристализација.
5 Употреба
Бораксот се применува во раствори за сузбивање на штетници поради неговата токсичност за мравки и стаорци. Поради бавното дејство, мравките работнички го пренесуваат бораксот во гнездата, при што доаѓа до труење на целата колонија. Во споредба со цинк боратот, бораксот покажува поголема ефикасност во борбата против термити, иако истражување од 1997 година наведува дека за успешен третман мора да биде изложен најмалку 10% од вкупната колонијална популација. Во Јапонија, како ефикасна мерка за контрола на популациите на ''Coptotermes formosanus'' и ''Reticulitermes speratus'' се користи поставување весници обработени со орто-борна киселина и боракс под објектите. Дополнително, распаѓачко дрво третирано со концентрации од 0,25 до 0,5% DOT се покажало како успешно средство за мамење на популациите на ''Heterotermes aureus''. Заклучокот на трудот е дека боратните мамки имаат долгорочна корист, но не се доволни како единствен метод за целосна структурна заштита.
Бораксот се користи во разни производи за перење и чистење во домаќинството, вклучувајќи го засилувачот за перење ''Borax од 20 Mule Team'', сапунот за раце во прав Boraxo и некои формули за белење на заби.
Боратните јони (најчесто се снабдуваат како борна киселина) се користат во биохемиските и хемиските лаборатории за производство на пуфери, на пр. за електрофореза на ДНК и РНК во полиакриламиден гел, како што е TBE пуферот (трис-хидроксиметиламинометониум пуфериран со борат) или поновиот SB пуфер или BBS пуфер (солен раствор пуфериран со борат) во процедурите за премачкување. Боратните пуфери (обично со pH 8) се користат и како преференцијални раствори за рамнотежа во реакциите на вкрстено поврзување базирани на диметил пимелимидат (DMP).
Бораксот како извор на борат се користи за да се искористи способноста на боратот за ко-комплексирање со други агенси во вода за да се формираат комплексни јони со различни супстанции. Боратот и соодветниот полимерен слој се користат за диференцијална хроматографирање на негликолизиран хемоглобин од гликолизиран хемоглобин (главно HbA1c), што е индикатор за долготрајна хипергликемија кај дијабетес мелитус.
Бораксот сам по себе нема висок афинитет кон катјоните на тврдост, иако се користи за омекнување на водата. Општа хемиска равенка за омекнување на водата е (R е растворениот катјон, обично калциум или магнезиум):
:
Воведените натриумови јони не ја прават водата „тврда“. Овој метод е погоден за отстранување и на привремени и на трајни видови тврдост.
Мешавина од боракс и амониум хлорид се користи како флукс при заварување на железо и челик. Таа ја намалува точката на топење на несаканиот железен оксид (скала), дозволувајќи му да истече. Бораксот се меша и со вода како флукс при лемење на метали за накит како што се злато или сребро, каде што му овозможува на стопениот лем да го навлажни металот и рамномерно да тече во спојот. Бораксот е исто така флукс за „претходно калаење“ на волфрам со цинк, што го прави волфрамот мек за лемење. Бораксот често се користи како флукс за ковачко заварување.
Во занаетчиското рударство на злато, бораксот понекогаш се користи како дел од процес познат како метод на боракс (како флукс) наменет за елиминирање на потребата од токсична жива во процесот на екстракција на злато, иако не може директно да ја замени живата. Бораксот, според извештаите, го користеле рударите на злато во делови од Филипините во 1900-тите. Постојат докази дека, покрај намалувањето на влијанието врз животната средина, овој метод постигнува подобро собирање злато за соодветни руди и е поевтин. Овој метод на боракс се користи во северен Лузон на Филипините, но рударите не се спремни да го усвојат на други места од причини кои не се добро разбрани. Методот е промовиран и во Боливија и Танзанија.
Еластичен гумен полимер, често познат како slime или flubber, а понекогаш нарекуван и „gluep“ или „glurch“ (иако често погрешно се меша со Silly Putty, кој всушност е направен од силиконски полимери), може да се добие преку вкрстено поврзување на поливинил алкохол со боракс. Изработката на flubber со лепила на база на поливинил ацетат, како што е Elmer’s Glue, во комбинација со боракс, претставува честа и популарна демонстрација во наставата по елементарна наука.
Бораксот, познат под Е-бројот E285, се користи како додаток во исхраната, но оваа примена е забранета во одредени земји, меѓу кои Австралија, Кина, Тајланд и Соединетите Американски Држави. Поради оваа забрана, некои прехранбени производи, како што е кавијарот наменет за американскиот пазар, содржат зголемени количини сол со цел да се обезбеди подолго траење. Освен како конзерванс, бораксот ѝ дава на храната поцврста и еластична, речиси гумена структура. Во Кина, бораксот е откриен во различни видови храна, вклучувајќи пченични и оризови тестенини. Во Индонезија, иако е забранет, бораксот сè уште често се користи како додаток во храна, особено во тестенини, баксо (ќофтиња) и парен ориз.
5.1 Друго
Други употреби вклучуваат:
* Состојка во емајлирани глазури.* Компонента на стакло, грнчарија и керамика.* Се користи како додаток во керамички табли и керамички глазури за подобрување на прилепувањето на влажни, зелени садови и бисквити.
* Третман за ткаенини што спречува пламен.* Соединение против габи за целулозна изолација.* 10% раствор за волна против молци.* Пулверизирано за спречување на тврдоглави штетници (на пр. германски лебарки) во плакари, влезови за цевки и кабли, празнини во ѕидните панели и недостапни места каде што обичните пестициди се непожелни.* Состојка за лепење во лепила на база на казеин, скроб и декстрин.* За производство на неизбришливо мастило за пенкала за потопување со растворање на шелак во загреан боракс.
* Средство за стврднување на змиски кожи.
* Средство за стврднување на јајца од лосос, за употреба во спортски риболов на лосос.* Средство за пуферирање на базени за контрола на pH вредноста.* Во нуклеарни реактори и базени со потрошено гориво како апсорбер на неутрони за контрола на реактивноста и за исклучување на нуклеарна верижна реакција.* Како ѓубриво со микронутриенти за корекција на почви со недостаток на бор.* Конзерванс во таксидермија.* За боење на пожари со зелена нијанса.
* Традиционално се користи за премачкување на суво сушено месо како што се шунките, за подобрување на изгледот и спречување на муви.* Се користи како флукс за топење на метали и легури во леење за да се извлечат нечистотиите и да се спречи оксидација.
* Се користи како третман против дрвенести црви (разреден во вода).* Во физиката на честичките како додаток на нуклеарна емулзија, за продолжување на животниот век на латентната слика на трагите на наелектризирани честички. Првото набљудување на пионот, кое беше наградено со Нобелова награда во 1950 година, го користеше овој тип на емулзија.
6 Токсичност
Според релевантни научни истражувања, бораксот не се смета за акутно токсична супстанција. Неговата средна летална доза (LD₅₀) изнесува 2,66 g/kg телесна тежина кај стаорци, што укажува дека се потребни релативно високи количини за да се појават сериозни здравствени последици или смртен исход.
Смртоносната доза не е директно применлива кај луѓето. Истражувања спроведени кај три групи со зголемена изложеност на борати — работници во рудници и производствени капацитети за боракс во САД, работници во кинеската индустрија за бор и жители во Турција кои живеат во региони богати со бор — не покажале докази за развојна токсичност врз основа на анализи на крв и сперма. Највисоката проценета дневна изложеност изнесувала околу 5 mg B/kg телесна тежина, што е повеќе од 100 пати над просечната дневна изложеност, најверојатно како резултат на консумирање контаминирана храна на работното место.
Бораксот слабо се апсорбира преку неоштетена кожа. Сепак, забележани се смртни случаи при долготрајна примена на препарати што содржат борна киселина врз отворени рани или кожни осипи. При орална употреба, бораксот се апсорбира во голем процент (над 90%) и главно се излачува преку урината. Смртни случаи поврзани со голтање најчесто се регистрирани кај мали деца кои случајно внесле пестициди или кај намерни внесувања на големи количини кристален боракс. Во достапните студии не се утврдени докази за генотоксичност или канцерогеност.
Бораксот се користи како инсектицид во Соединетите Американски Држави уште од 1946 година, при што со текот на времето биле воведувани одредени регулаторни ограничувања. Сите ограничувања биле укинати во февруари 1986 година поради утврдената ниска токсичност на бораксот, согласно два официјални документа на Агенцијата за заштита на животната средина (EPA) поврзани со борна киселина и боракс.
И покрај тоа што во одредени извори се наведуваат ограничени и недоволно убедливи податоци, повторната евалуација спроведена од EPA во 2006 година заклучи дека „за време на студијата не биле забележани знаци на токсичност, ниту пак постоеле докази за цитотоксични ефекти врз целниот орган“. Во рамки на оваа реевалуација била анализирана и студија за токсичност при прекумерна изложеност, при што било утврдено дека „ризиците од инхалација кај лица кои ракуваат со борна киселина и нејзините натриумови соли како активни состојки не претставуваат значајна загриженост и не ги надминуваат прифатливите безбедносни нивоа“. Сепак, посочено е дека може да постои потенцијален ризик од иритација кај деца при вдишување, особено доколку супстанцијата се користи како прашкаст препарат за чистење теписи.
Прекумерната изложеност на прашина од боракс може да доведе до иритација на дишните патишта, додека не се утврдени докази за појава на иритација на кожата при надворешен контакт. Ингестијата може да предизвика гастроинтестинални нарушувања, како што се гадење, упорно повраќање, абдоминална болка и дијареја. Поретки се ефектите врз васкуларниот систем и централниот нервен систем, кои можат да се манифестираат како главоболка и летаргија. Во потешки случаи, може да се појави карактеристичен црвен „маснен“ осип, кој ги зафаќа дланките, стапалата, задникот и скротумот.
Бораксот беше додаден на листата на кандидати за супстанции што предизвикуваат голема загриженост (SVHC) на 16 декември 2010 година. Листата на кандидати за SVHC е дел од Регулативите на ЕУ за регистрација, евалуација, овластување и ограничување на хемикалии од 2006 година (REACH), а додавањето се базираше на ревидираната класификација на бораксот како ''токсичен за репродукција'' категорија 1Б според CLP Регулативите. Супстанциите и смесите увезени во ЕУ што содржат боракс сега мора да бидат означени со предупредувањата „Може да ја оштети плодноста“ и „Може да го оштети нероденото дете“. ECHA го предложи за додавање во REACH Анекс XIV на 1 јули 2015 година. Доколку оваа препорака биде одобрена, целиот увоз и употреба на боракс во ЕУ ќе мора да бидат овластени од ECHA.
Преглед на токсичноста на бор (како борна киселина и борати) објавен во 2012 година во ''Journal of Toxicology and Environmental Health'' заклучува: „Јасно е дека изложеноста на човечки B [бор], дури и кај кохортите со највисока изложеност, е премногу ниска за да ги достигне концентрациите во крвта (и целното ткиво) што би биле потребни за да се предизвикаат негативни ефекти врз репродуктивните функции.“ Нацрт-проценката на ризикот објавена од Health Canada во јули 2016 година покажа дека прекумерната изложеност на борна киселина има потенцијал да предизвика ефекти врз развојот и репродуктивното здравје. Бидејќи луѓето веќе се изложени на борна киселина природно преку нивната исхрана и вода, Health Canada советуваше дека изложеноста од други извори треба да се намали колку што е можно повеќе, особено кај децата и бремените жени.
Загриженоста не е кај еден производ, туку кај повеќекратна изложеност од различни извори. Имајќи го ова предвид, одделот, исто така, објави дека регистрациите на одредени пестициди што содржат борна киселина, кои најчесто се користат во домовите, ќе бидат откажани и постепено отстранети од пазарот. Исто така, се воведуваат нови, позаштитни упатства за етикетирање за други пестициди со борна киселина што продолжуваат да се регистрираат во Канада (на пример, затворени станици за мамки и третмани на места со употреба на гел формулации).
7 Наводи