ASID BORIK: STRUKTUR KIMIA, SIFAT, PENYEDIAAN, PENGGUNAAN - KIMIA - 2026

The asid borik adalah sebatian organik dengan formula kimia H ₃ BO ₃ . Ia terdiri daripada pepejal putih atau tidak berwarna. Ini adalah asid lemah yang dalam larutan berair menghasilkan, bergantung pada kepekatannya, pH antara 3,8 dan 4,8. Tidak larut dalam air dingin dan larut dalam air panas.

Asid Borik ditemui pada tahun 1702 oleh Wilhelm Homberg (1652-1713), yang merawat boraks dengan asid sulfurik, mendapatkan penyelesaian dengan tindakan perubatan yang mendapat nama air penenang Homberg.

Sampel pepejal asid borik pada kaca jam tangan. Sumber: Walkerma melalui Wikipedia.

Walau bagaimanapun, juga diperhatikan bahawa Homberg menyiapkan asid borik dengan menambahkan air ke boraks dan memanaskan larutan hingga penyejatan, sehingga meninggalkan kristal asid borik di dalam sedimen.

Asid ini adalah sebatian yang sangat berguna yang memiliki banyak aplikasi dalam industri dan perubatan, juga digunakan sebagai racun serangga, pengawet kayu, tahan api dan merupakan penyusun larutan penyangga pH.

Struktur kimia

Molekul asid borik diwakili oleh model sfera dan palang. Sumber: Benjah-bmm27

Pada gambar atas kita mempunyai molekul sebenar H ₃ BO ₃ . Perhatikan bahawa atom hidrogen, yang diwakili oleh sfera putih, tidak terikat pada atom boron pusat, seperti yang dicadangkan oleh formula kimia; tetapi lebih kepada atom oksigen, yang diwakili oleh sfera merah.

Oleh itu, formula yang lebih mudah, walaupun kurang digunakan, untuk asid borik adalah B (OH) ₃ , yang menunjukkan bahawa keasidannya disebabkan oleh ion H ^{+ yang} dikeluarkan dari kumpulan OHnya. Molekul B (OH) ₃ mempunyai geometri satah segitiga, dengan atom boronnya mempunyai hibridisasi kimia sp ² .

B (OH) ₃ adalah molekul yang sangat kovalen, kerana perbezaan elektronegativiti antara atom boron dan oksigen tidak terlalu besar; jadi ikatan BO pada dasarnya kovalen. Perhatikan juga bahawa struktur molekul ini menyerupai struktur pemintal. Adakah ia dapat berputar pada paksinya sendiri dengan cara yang sama?

Kristal

Sel unit untuk kristal H3BO3. Sumber: Benjah-bmm27

Gambar atas menunjukkan sel unit yang sesuai dengan struktur kristal triklinik untuk asid borik yang, dalam keadaan sintetik tertentu, dapat menggunakan struktur heksagon ringkas. Perhatikan bahawa terdapat empat molekul per unit sel, dan bahawa ia disusun dalam dua lapisan, A dan B, bergantian (mereka tidak ditumpangkan satu di atas yang lain).

Oleh kerana simetri dan orientasi ikatan B-OH, dapat diandaikan bahawa B (OH) ₃ adalah apolar; namun, kewujudan ikatan hidrogen antara molekul mengubah cerita. Setiap molekul B (OH) ₃ akan memberi atau menerima tiga jambatan ini, dengan total enam interaksi dipol-dipol, seperti yang dilihat pada gambar di bawah:

Lapisan kristal H3BO3 diperhatikan dari paksi yang lebih tinggi. Sumber: Benjah-bmm27

Perhatikan bahawa ikatan hidrogen ini adalah interaksi arah yang mengatur kristal asid borik, dan menetapkan corak aspek hiasan; cincin dalaman mungkin dengan ruang yang cukup untuk menyekat beberapa kekotoran yang tidak terdapat dalam kerosakan kristal.

Ikatan hidrogen ini, walaupun jisim molekul rendah B (OH) ₃ , mengekalkan kristalnya cukup padat sehingga memerlukan suhu 171 ºC untuk mencair. Tidak diketahui apa kesan tekanan tinggi (mengikut urutan GPa) pada lapisan molekul B (OH) ₃ .

Hartanah

Nama-nama

IUPAC: asid borik dan trihydrooxide boron. Nama lain: asid ortoborik, asid boracic, sassolite, borofax, dan trihydroxyborane.

Jisim molar

61.83 g / mol

Penampilan fizikal

Pepejal putih jernih, tidak berwarna, kristal. Ia juga boleh didapati sebagai butiran atau serbuk putih. Sedikit berkrim hingga disentuh.

Bau

Tandas

Rasa

Sedikit pahit

Takat lebur

170.9 ºC

Takat didih

300 ºC

Keterlarutan air

Larut dalam air sejuk dan larut dalam air panas:

2.52 g / 100 mL (0 ºC)

27.50 g / 100 mL (100 ºC)

Asid Borik sedikit larut dalam air dan cenderung tenggelam di dalamnya. Kelarutan tersebut cenderung meningkat apabila terdapat asid, seperti hidroklorik, sitrik dan tartarik.

Kelarutan dalam pelarut lain

-Gliserol: 17.5% pada suhu 25 ºC

-Ethylene glycol: 18.5% pada suhu 25 ºC

-Acetone: 0.6% pada suhu 25 ºC

-Ethyl asetat: 1.5% pada suhu 25 ºC

-Metanol: 172 g / L pada suhu 25 ºC

-Ethanol: 94.4 g / L pada suhu 25 ºC

Pekali petakan Octanol / air

Log P = -0.29

Keasidan (pKa)

9.24. 12.4. 13.3. Ini adalah tiga pemalar pemisahan masing-masing untuk melepaskan H ⁺ di dalam air.

pH

3.8 - 4.8 (3.3% dalam larutan berair)

5.1 (0.1 molar)

Tekanan wap

1.6 10 ^-6 mmHg

Kestabilan

Stabil di dalam air

Penguraian

Ia terurai apabila dipanaskan di atas 100ºC, membentuk anhidrida borik dan air.

Kereaktifan

Asid Borik membentuk garam larut dengan kation monovalen, sebagai contoh: Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O, dan garam tidak larut dengan kation divalen, CaB ₄ O ₇ .6H ₂ O.

Dalam larutan akueus ia menghasilkan satu penyelesaian yang berasid, berfikir bahawa hartanah ini adalah disebabkan oleh penolakan OH ^- kumpulan dari air. Asid Borik dikelaskan sebagai asid lemah dari jenis Lewis.

Asid Borik bertindak balas dengan gliserol dan manitol, meningkatkan keasidan medium berair. PKa diubah suai dari 9.2 hingga 5, disebabkan oleh pembentukan boron-mannitol chelate ^- , yang melepaskan H ⁺ .

Penyediaan

Asid Borik dijumpai dalam keadaan bebas dalam pancaran gunung berapi di kawasan seperti Tuscany di Itali, Kepulauan Lipari dan di negeri Nevada, AS. Ia juga terdapat dalam mineral seperti boraks, boracite, ulexite, dan colemanite.

Asid borik terutama dibuat oleh reaksi mineral boraks (natrium tetraborat decahydrate) dengan asid mineral, seperti asid hidroklorik, asid sulfurik, dll.

Na ₂ B ₄ O ₉ 10H ₂ O + HCl => 4 H ₃ BO ₃ + 2 NaCl + 5 H ₂ O

Ia juga disediakan dengan hidrolisis boron trihalide dan diborane.

Asid Borik disediakan dari colemanite (Ca ₂ B ₆ O ₁₁ · 6 H ₂ O). Prosedurnya terdiri daripada merawat mineral dengan asid sulfurik untuk melarutkan sebatian boron.

Kemudian, larutan di mana terdapat asid borik dipisahkan dari serpihan yang tidak larut. Penyelesaiannya dirawat dengan hidrogen sulfida untuk memendapkan kekotoran arsenik dan besi. Supernatan disejukkan untuk menghasilkan endapan asid borik dan memisahkannya dari ampaian.

Permohonan

Dalam industri

Asid Borik digunakan dalam pembuatan gentian kaca. Dengan membantu menurunkan titik lebur, ia meningkatkan kekuatan dan kecekapan kaca gentian tekstil - bahan yang digunakan untuk menguatkan plastik yang digunakan di kapal, perpipaan industri, dan papan litar komputer.

Asid Borik mengambil bahagian dalam pembuatan gelas borosilikat, yang memungkinkan memperoleh kaca tahan terhadap perubahan suhu, dapat digunakan di dapur rumah, di gelas di makmal, tabung pendarfluor, serat optik , Skrin LCD, dll.

Ia digunakan dalam industri metalurgi untuk mengeras dan merawat aloi keluli, serta untuk mempromosikan lapisan logam dari bahan.

Ia digunakan sebagai komponen kimia dalam fraktur hidraulik (fracking): kaedah yang digunakan dalam pengekstrakan minyak dan gas. Asid Borik bertindak sebagai penghambat api dalam bahan selulosa, plastik dan tekstil yang diresapi dengan asid borik untuk meningkatkan daya tahan terhadap api.

Dalam bidang perubatan

Asid Borik digunakan dicairkan dalam mencuci mata. Kapsul gelatin asid borik digunakan untuk merawat jangkitan kulat, terutamanya Candida albicans. Ia juga telah digunakan dalam rawatan jerawat.

Asid Borik ditaburkan pada stoking untuk mencegah jangkitan kaki, seperti kaki atlet. Begitu juga, larutan yang mengandungi asid borik digunakan dalam rawatan otitis externa pada manusia, dan juga pada haiwan.

Asid Borik ditambahkan ke botol yang digunakan untuk pengumpulan air kencing, yang mencegah pencemaran bakteria sebelum diperiksa di makmal diagnostik.

Racun serangga

Asid Borik digunakan untuk mengawal percambahan serangga, seperti lipas, anai-anai, semut, dll. Ia tidak langsung membunuh kecoak, kerana pertama kali mempengaruhi sistem pencernaan dan saraf mereka, serta menghancurkan eksoskeleton mereka.

Asid Borik berfungsi dengan perlahan, membiarkan serangga yang menelannya bersentuhan dengan serangga lain, sehingga menyebarkan keracunan.

Pemeliharaan

Asid Borik digunakan untuk mencegah serangan kayu oleh jamur dan serangga, digunakan untuk tujuan ini bersamaan dengan etilena glikol. Rawatan ini juga berkesan dalam mengawal kelodak dan alga.

Penampan PH

Asid Borik dan asas konjugatnya membentuk sistem penyangga pKa = 9.24, yang menunjukkan bahawa penimbal ini paling berkesan pada pH alkali, yang tidak biasa pada makhluk hidup. Namun, penyangga borat digunakan dalam pengaturan pH di kolam renang.

Reaktor nuklear

Asid borik mempunyai kemampuan untuk menangkap neutron termal, yang mengurangkan kemungkinan pembelahan nuklear yang tidak terkawal yang dapat menyebabkan kemalangan nuklear.

berkebun

Boron adalah elemen penting untuk pertumbuhan tanaman, yang menyebabkan penggunaan asid borik untuk sumbangan unsur tersebut. Walau bagaimanapun, terlalu banyak asid borik boleh membahayakan tanaman, terutama buah sitrus.

Kontraindikasi

Penggunaan asid borik pada kulit, produk luka atau luka terbakar yang memungkinkan penyerapannya harus dielakkan. Ini adalah sebatian toksik di dalam badan dan dalam beberapa kes, ia boleh menyebabkan pengsan, sawan, kekejangan, trik muka, dan tekanan darah rendah.

Doktor harus berunding untuk penggunaan kapsul faraj asid borik pada wanita hamil, kerana telah ditunjukkan bahawa ia boleh menyebabkan ubah bentuk janin dan penurunan berat badan anak ketika lahir.

Penempatan asid borik, yang digunakan sebagai racun serangga, di tempat-tempat yang dapat dijangkau oleh anak-anak juga harus dielakkan, kerana anak-anak mempunyai kerentanan yang lebih besar terhadap tindakan toksik asid borik, menetapkan dosis maut pada mereka pada 2.000 hingga 3.000 mg .

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Wikipedia. (2019). Asid borik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2019). Asid borik. Pangkalan Data PubChem. CID = 7628. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Pengarang Ensiklopedia Britannica. (28 Mac 2019). Asid borik. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
5. Pembawa Bergetar. (9 November 2018). Penggunaan Asid Borik Yang Tersembunyi Dalam Kehidupan Harian Anda. Dipulihkan dari: carriervibrating.com
6. Pusat Maklumat Racun Makhluk Perosak Negara. (sf). Asid borik. Dipulihkan dari: npic.orst.edu
7. Penggubalan. (30 November 2017). Asid Borik: sifat dan kegunaan sebatian kimia ini. Dipulihkan dari: acidos.info
8. Natrium klorida. (2019). Asid borik. Dipulihkan dari: chlorurosodio.com
9. Persatuan Farmasi Hospital Sepanyol. (sf). Asid borik. . Dipulihkan dari: workgroups.sefh.es