Boric acid là gì?

Boric acid hay Axit boric, cụ thể hơn là axit orthoboric, là một hợp chất của bo, oxy và hydro với công thức B(OH)3. Nó cũng có thể được gọi là hydro borat hoặc axit boracic. Nó thường được gặp ở dạng tinh thể không màu hoặc bột màu trắng, hòa tan trong nước và xuất hiện trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật sassolit. Nó là một axit yếu tạo ra nhiều anion và muối borat khác nhau, và có thể phản ứng với rượu để tạo thành este borat.

800px-Boric-acid-2D

Axit boric thường được sử dụng như một chất khử trùng, chất diệt côn trùng, chất chống cháy, chất hấp thụ nơtron, hoặc tiền thân của các hợp chất boron khác.

Thuật ngữ “axit boric” cũng được sử dụng chung cho bất kỳ oxoacid nào của bo, chẳng hạn như axit metaboric HBO2 và axit tetraboric H2B4O

Lịch sử

Axit orthoboric lần đầu tiên được điều chế bởi Wilhelm Homberg (1652–1715) từ hàn the, bằng tác dụng của axit khoáng, và được đặt tên là sal sedativum Hombergi (“muối an thần của Homberg”). Tuy nhiên, axit boric và borat đã được sử dụng từ thời Hy Lạp cổ đại để làm sạch, bảo quản thực phẩm và các hoạt động khác.

Cấu trúc phân tử và tinh thể

Ba nguyên tử oxy tạo thành một hình học phẳng tam giác xung quanh boron. Độ dài liên kết B-O là 136 pm và O-H là 97 pm. Nhóm điểm phân tử là C3h.

Hai dạng tinh thể của axit orthoboric được biết đến: tam giác và lục phương. Cái trước là cái chung nhất; thứ hai, ổn định hơn một chút về mặt nhiệt động học, có thể thu được bằng phương pháp chuẩn bị đặc biệt

Độc chất học

Dựa trên định mức liều gây chết trung bình (LD50) của động vật có vú là 2.660 mg / kg khối lượng cơ thể, axit boric chỉ độc nếu dùng trong cơ thể hoặc hít phải với số lượng lớn. Ấn bản thứ mười bốn của Chỉ số Merck chỉ ra rằng LD50 của axit boric là 5,14 g / kg đối với liều lượng đường uống cho chuột, và 5 đến 20 g / kg đã gây tử vong ở người trưởng thành. Đối với một người lớn 70 kg, ở giới hạn 5g thấp hơn, 350g có thể gây tử vong ở người. Để so sánh, LD50 của muối được báo cáo là 3,75 g / kg ở chuột theo Chỉ số Merck. Theo Cơ quan đăng ký các chất độc hại và dịch bệnh, “Liều lượng boron ăn vào tối thiểu gây chết người (dưới dạng axit boric) được báo cáo là 2–3 g ở trẻ sơ sinh, 5-6 g ở trẻ em và 15–20 g ở người lớn. […] Tuy nhiên, một đánh giá về 784 vụ ngộ độc ở người với axit boric (10–88 g) cho biết không có trường hợp tử vong nào, với 88% trường hợp không có triệu chứng. “

Tiếp xúc lâu dài với axit boric có thể được quan tâm nhiều hơn, gây tổn thương thận và cuối cùng là suy thận. Mặc dù nó không có vẻ là chất gây ung thư, nhưng các nghiên cứu trên chó đã báo cáo tình trạng teo tinh hoàn sau khi tiếp xúc với 32 mg / kg thể trọng / ngày trong 90 ngày. Mức này, nếu nó áp dụng cho người với liều lượng tương tự, sẽ tương đương với liều tích lũy 202g trong 90 ngày cho người lớn 70 kg, không thấp hơn nhiều so với LD50 ở trên.

Theo báo cáo CLH đối với axit boric được xuất bản bởi Cục Hóa chất Lodz, Ba Lan, axit boric ở liều lượng cao cho thấy độc tính phát triển đáng kể và khả năng gây quái thai ở bào thai thỏ, chuột và chuột cũng như dị tật tim mạch, biến thể xương và thận nhẹ thương tổn. Do hậu quả của chỉ thị 67/548 / EEC lần thứ 30 của ATP đối với EU vào tháng 8 năm 2008, Ủy ban Châu Âu đã quyết định sửa đổi phân loại của mình thành loại 2, và áp dụng các cụm từ nguy cơ R60 (có thể làm giảm khả năng sinh sản) và R61 (có thể gây hại cho thai nhi).

Tại cuộc họp của Hiệp hội Sản xuất Chẩn đoán Châu Âu (EDMA) năm 2010, một số bổ sung mới cho danh sách ứng cử viên Chất rất cần Quan tâm (SVHC) liên quan đến Quy định Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép và Hạn chế Hóa chất 2007 (REACH) đã được thảo luận. Sau khi hoàn thành đăng ký và xem xét như một phần của REACH, phân loại Axit Boric CAS 10043-35-3 / 11113-50-1 được liệt kê từ ngày 1 tháng 12 năm 2010 là H360FD (Có thể gây hại cho khả năng sinh sản. Có thể gây hại cho thai nhi.)

Các ứng dụng của boric acid

Trong công nghiệp

Việc sử dụng axit boric chính trong công nghiệp là trong sản xuất sợi thủy tinh monofilament thường được gọi là sợi thủy tinh dệt. Sợi thủy tinh dệt được sử dụng để gia cố nhựa trong các ứng dụng từ tàu thuyền, đường ống công nghiệp đến bảng mạch máy tính.

Trong ngành công nghiệp trang sức, axit boric thường được sử dụng kết hợp với rượu biến tính để giảm quá trình oxy hóa bề mặt và do đó hình thành lớp cháy trên kim loại trong quá trình ủ và hàn.

Axit boric được sử dụng trong sản xuất kính trong màn hình phẳng LCD.

Trong mạ điện, axit boric được sử dụng như một phần của một số công thức độc quyền. Một công thức đã biết như vậy yêu cầu tỷ lệ H từ 1 đến 10
3BO3 thành NiSO4, một phần rất nhỏ natri lauryl sunfat và một phần nhỏ H2SO4.

Dung dịch axit orthoboric và hàn the theo tỷ lệ 4: 5 được dùng làm chất chống cháy cho gỗ bằng cách ngâm tẩm.

Nó cũng được sử dụng trong sản xuất khối đúc, một loại bột mịn chứa silica được sử dụng để sản xuất lớp lót lò cảm ứng và đồ gốm.

Axit boric được thêm vào hàn the để sử dụng làm chất trợ dung dịch hàn bởi thợ rèn.

Axit boric, kết hợp với rượu polyvinyl (PVA) hoặc dầu silicon, được sử dụng để sản xuất Silly Putty.

Axit boric cũng có mặt trong danh sách các chất phụ gia hóa học được sử dụng để bẻ gãy thủy lực (fracking) ở Đá phiến Marcellus ở Pennsylvania. Thật vậy, nó thường được sử dụng trong liên hợp với gôm guar làm chất tạo liên kết ngang và chất tạo gel để kiểm soát độ nhớt và tính lưu biến của chất lỏng nứt nẻ được bơm vào ở áp suất cao trong giếng. Thật vậy, điều quan trọng là phải kiểm soát độ nhớt của chất lỏng để giữ ở trạng thái huyền phù trên quãng đường vận chuyển dài, các hạt của chất chống thấm nhằm mục đích duy trì các vết nứt trên đá phiến đủ mở để tạo điều kiện khai thác khí sau khi giảm áp suất thủy lực. Các đặc tính lưu biến của hydrogel gôm guar borat chủ yếu phụ thuộc vào giá trị pH.

Axit boric được sử dụng trong cầu chì điện loại trục xuất cao áp / dòng điện cao như một chất khử ion / chất chữa cháy. Trong sự cố điện ở cầu chì kiểu trục xuất, hồ quang plasma được tạo ra do sự phân hủy và phân tách nhanh chóng bằng lò xo của phần tử nóng chảy, thường là một thanh kim loại chuyên dụng đi qua một khối lượng axit boric được nén trong cụm cầu chì . Nhiệt độ cao plasma làm cho axit boric nhanh chóng phân hủy thành hơi nước và anhydrit boric, và đến lượt nó, các sản phẩm hóa hơi khử ion plasma, giúp ngắt sự cố điện.

Trong y tế

Axit boric có thể được sử dụng như một chất khử trùng cho vết bỏng hoặc vết cắt nhỏ và đôi khi được sử dụng trong nước muối và băng gạc, chẳng hạn như xơ vải boracic. Axit boric được dùng dưới dạng dung dịch rất loãng để rửa mắt. Axit boric loãng có thể được sử dụng như một chất thụt rửa âm đạo để điều trị viêm âm đạo do vi khuẩn do tính kiềm quá cao, cũng như nhiễm trùng do nấm candida không thuộc albicans. Axit boric phần lớn ngăn chặn lactobacilli trong âm đạo. Như TOL-463, nó đang được phát triển như một loại thuốc đặt âm đạo để điều trị viêm âm đạo do vi khuẩn và nấm Candida âm đạo. Là một hợp chất kháng khuẩn, axit boric cũng có thể được sử dụng như một phương pháp điều trị mụn trứng cá. Nó cũng được sử dụng để phòng ngừa bệnh nấm da chân, bằng cách nhét bột vào trong tất hoặc vớ. Các chế phẩm khác nhau có thể được sử dụng để điều trị một số loại viêm tai ngoài (nhiễm trùng tai) ở cả người và động vật. Chất bảo quản trong các chai đựng mẫu nước tiểu ở Anh là axit boric.

Các dung dịch axit boric được sử dụng như một chất rửa mắt hoặc trên da bị trầy xước được biết là độc hại, đặc biệt là đối với trẻ sơ sinh, đặc biệt là sau khi sử dụng nhiều lần; điều này là do tốc độ đào thải chậm.

Axit boric là một trong những chất được sử dụng phổ biến nhất có thể chống lại tác hại của axit flohydric phản ứng (HF) sau khi vô tình tiếp xúc với da. Nó hoạt động bằng cách ép các anion F− tự do vào anion tetrafluoroborat trơ. Quá trình này đánh bại độc tính cực cao của axit flohydric, đặc biệt là khả năng cô lập ion canxi từ huyết thanh có thể dẫn đến ngừng tim và phân hủy xương; sự kiện như vậy có thể xảy ra chỉ khi da tiếp xúc nhỏ với HF

Thuốc diệt côn trùng

Axit boric lần đầu tiên được đăng ký ở Mỹ như một chất diệt côn trùng vào năm 1948 để kiểm soát gián, mối, kiến lửa, bọ chét, cá bạc và nhiều loại côn trùng khác. Sản phẩm thường được coi là an toàn để sử dụng trong nhà bếp gia đình để kiểm soát gián và kiến.

Nó hoạt động như một chất độc dạ dày ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của côn trùng, và bột khô sẽ mài mòn bộ xương ngoài của côn trùng. Axit boric còn được mệnh danh là “món quà không ngừng giết chết” vì những con gián băng qua những khu vực có bụi bặm nhẹ sẽ không chết ngay lập tức, mà tác động giống như những mảnh thủy tinh cắt chúng ra.

Điều này thường cho phép một con gián quay trở lại tổ, nơi nó sẽ sớm chết. Gián ăn thịt đồng loại, ăn thịt những con khác bị giết do tiếp xúc hoặc tiêu thụ axit boric, tiêu thụ bột bị mắc kẹt trong con gián chết và giết chúng.

Chất bảo quản

Kết hợp với việc sử dụng như một loại thuốc trừ sâu, axit boric cũng ngăn ngừa và tiêu diệt các vết thối khô và ướt hiện có trong gỗ. Nó có thể được sử dụng kết hợp với chất mang ethylene glycol để xử lý gỗ bên ngoài chống lại sự tấn công của nấm và côn trùng. Có thể mua que tẩm borat để chèn vào gỗ qua lỗ khoan, nơi biết ẩm ướt để thu gom và ngồi. Nó có sẵn ở dạng gel và dạng dán tiêm để xử lý gỗ bị thối mà không cần thay thế gỗ. Nồng độ của các phương pháp xử lý dựa trên borat có thể được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển của chất nhờn, sợi nấm và tảo, ngay cả trong môi trường biển.

Axit boric được thêm vào muối để chữa bệnh trên da bò, da bê và da cừu. Điều này giúp kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn và giúp kiểm soát côn trùng.

Nông nghiệp

Axit boric được sử dụng để điều trị hoặc ngăn ngừa sự thiếu hụt bo ở thực vật. Nó cũng được sử dụng để bảo quản các loại ngũ cốc như gạo và lúa mì.

Điện hạt nhân

Axit boric được sử dụng trong một số nhà máy điện hạt nhân như một chất độc neutron. Bo trong axit boric làm giảm xác suất phân hạch nhiệt bằng cách hấp thụ một số nơtron nhiệt. Các phản ứng dây chuyền phân hạch thường được thúc đẩy bởi xác suất các nơtron tự do sẽ dẫn đến phân hạch và được xác định bởi vật liệu và các đặc tính hình học của lò phản ứng.

Bo tự nhiên bao gồm khoảng 20% ​​đồng vị bo-10 và 80% bo-11. Boron-10 có tiết diện cao để hấp thụ các nơtron năng lượng thấp (nhiệt). Bằng cách tăng nồng độ axit boric trong chất làm mát lò phản ứng, xác suất một nơtron gây ra sự phân hạch sẽ giảm xuống. Sự thay đổi nồng độ axit boric có thể điều chỉnh hiệu quả tốc độ phân hạch diễn ra trong lò phản ứng.

Axit boric chỉ được sử dụng trong lò phản ứng nước có áp suất (PWR) trong khi lò phản ứng nước sôi (BWR) sử dụng mẫu thanh điều khiển và dòng nước làm mát để kiểm soát công suất. BWRs sử dụng dung dịch nước của axit boric và borax hoặc natri pentaborat cho hệ thống ngừng hoạt động khẩn cấp. Axit boric có thể được hòa tan trong các bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng được sử dụng để lưu trữ các phần tử nhiên liệu đã qua sử dụng.

Nồng độ đủ cao để giữ cho sự nhân neutron ở mức tối thiểu. Axit boric đã được đổ lên Lò phản ứng 4 của nhà máy điện hạt nhân Chernobyl sau khi nó tan chảy để ngăn phản ứng khác xảy ra

Cân bằng pH

Axit boric ở trạng thái cân bằng với cơ sở liên hợp của nó, ion borat được sử dụng rộng rãi (trong khoảng nồng độ tương đương 50 – 100 ppm boron) như một hệ thống đệm pH chính hoặc phụ trợ trong bể bơi. Axit boric là một axit yếu, với pKa (độ pH mà tính đệm mạnh nhất vì axit tự do và ion borat có nồng độ bằng nhau) là 9,24 trong nước tinh khiết ở 25 ° C.

Nhưng pKa biểu kiến ​​thấp hơn đáng kể trong hồ bơi hoặc nước biển do tương tác với nhiều phân tử khác trong dung dịch. Nó sẽ là khoảng 9,0 trong một hồ bơi nước mặn. Bất kể dạng bo tan nào được thêm vào, trong phạm vi pH và nồng độ bo có thể chấp nhận được đối với bể bơi, axit boric là dạng chủ yếu trong dung dịch nước, như thể hiện trong hình kèm theo. Hệ thống axit boric – borat có thể hữu ích như một hệ thống đệm chính (thay thế cho hệ thống bicacbonat với pKa1 = 6,0 và pKa2 = 9,4 trong điều kiện hồ bơi nước mặn điển hình) trong các hồ bơi có máy tạo clo nước muối có xu hướng trôi lên trên trong pH từ khoảng pH 7,5 – 8,2.

Dung lượng đệm lớn hơn khi pH tăng (về phía pKa khoảng 9,0), như được minh họa trong đồ thị kèm theo. Việc sử dụng axit boric trong phạm vi nồng độ này không cho phép giảm nồng độ HOCl tự do cần thiết cho vệ sinh hồ bơi, nhưng nó có thể làm tăng thêm một chút tác dụng bảo vệ ảnh của axit cyanuric và mang lại các lợi ích khác thông qua hoạt động chống ăn mòn hoặc cảm nhận độ mềm của nước , tùy thuộc vào thành phần chất hòa tan tổng thể trong hồ bơi.

Bôi trơn

Các huyền phù keo của các hạt nano axit boric hòa tan trong dầu mỏ hoặc dầu thực vật có thể tạo thành chất bôi trơn đáng chú ý trên bề mặt gốm hoặc kim loại với hệ số ma sát trượt giảm khi tăng áp suất đến một giá trị nằm trong khoảng từ 0,10 đến 0,02.

Màng B (OH) 3 tự bôi trơn là kết quả của phản ứng hóa học tự phát giữa các phân tử nước và lớp phủ B2O3 trong môi trường ẩm. Ở quy mô lớn, tồn tại mối quan hệ nghịch đảo giữa hệ số ma sát và áp suất tiếp xúc Hertzian do tải trọng tác dụng gây ra.

Axit boric được sử dụng để bôi trơn bo mạch carrom và novuss, cho phép chơi nhanh hơn.

Bình luận bài viết (0 bình luận)

Thông báo Himedia