บอแรกซ์: ประวัติโครงสร้างคุณสมบัติการใช้การสังเคราะห์ความเสี่ยง - เคมี - 2026

บอแรกซ์หรือโซเดียมบอเรตคือการกำหนดสำหรับกลุ่มของสารประกอบทางเคมีที่มีสูตรฐานของนา₂ B ₄ O 7 เป็นเกลือดูดความชื้นที่สามารถสร้างไฮเดรตได้มากมายนอกเหนือจากการเสริมโครงสร้างด้วยการมีสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะบางชนิด

สารประกอบหลักที่ได้รับชื่อบอแรกซ์มีดังต่อไปนี้: anhydrous sodium tetraborate, Na ₂ B ₄ O ₇ ; โซเดียมเตตราบอเรตเพนทาไฮเดรต(Na ₂ B ₄ O ₇ ) .5H ₂ O; และโซเดียมเตตราบอเรตเดคาไฮเดรตNa ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O หรือเทียบเท่าโซเดียมเตตระโบเรตออคทาไฮเดรต Na ₂ B ₄ O ₅ (OH) ₄ .8H ₂ O.

ส่วนบอแรกซ์ ที่มา: Leon Hupperichs

ดังที่สามารถชื่นชมได้ของแข็งทั้งหมดข้างต้นแตกต่างกันในระดับความชุ่มชื้นเท่านั้น บางชนิดมีโมเลกุลของน้ำในผลึกมากกว่าโมเลกุลอื่น ๆ ในทางกายภาพบอแรกซ์ดูเหมือนชิ้นส่วนที่ทนทานหรือผลึกของชอล์ก (ภาพบนสุด)

บอแรกซ์พบได้ตามธรรมชาติในตะกอนทะเลสาบตามฤดูกาลซึ่งทำให้แห้งโดยการระเหย บอแรกซ์ผลิตในตุรกีเซียร์เลคส์ (แคลิฟอร์เนีย) ในทะเลทรายอาตากามาชิลีโบลิเวียทิเบตและโรมาเนีย ผลึกบอแรกซ์สามารถได้รับการสังเคราะห์โดยกระบวนการนิวเคลียสที่ช้า นั่นคือสิ่งที่ชื่นชอบการเติบโตของคริสตัล

โซเดียมเตตราบอเรตปราศจากน้ำและเดคาไฮเดรตละลายได้ไม่ดีในน้ำเย็น แต่ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O ละลายได้มากในเอทิลีนไกลคอลละลายได้ปานกลางในเอทานอลและละลายได้เล็กน้อยในอะซิโตน สิ่งเหล่านี้เป็นตัวทำละลายที่มีขั้วน้อยกว่าน้ำ

บอแรกซ์มีการใช้งานมากมายเช่นในการผลิตผงซักฟอกและสบู่ เป็นสารหน่วงไฟสำหรับวัสดุเซลลูโลส ในการผลิตไฟเบอร์กลาส ในการทำความสะอาดพื้นผิวแข็งเช่นโลหะแก้วและเซรามิก และในการยับยั้งการกัดกร่อนรวมถึงการใช้งานอื่น ๆ

บอแรกซ์ระคายเคืองต่อตาผิวหนังและทางเดินหายใจ โดยการกินเข้าไปอาจทำให้เกิดอาการอื่น ๆ เช่นอาเจียนท้องร่วงอ่อนเพลียผุและชัก ปัจจุบันเป็นที่สงสัยว่าอาจมีผลอันตรายต่อการสืบพันธุ์ของมนุษย์

ประวัติศาสตร์

ประวัติของบอแรกซ์เป็นเรื่องที่น่าสับสน มีข้อสังเกตว่ามันถูกค้นพบที่เตียงของทะเลสาบในทิเบตซึ่งทำให้แห้งโดยการระเหย มันถูกถ่ายโอนในศตวรรษที่ 8 จากทิเบตไปยังซาอุดิอาระเบียตามเส้นทางสายไหมที่เรียกว่า

คำว่า "บอแรกซ์" กลายเป็นที่นิยมอันเป็นผลมาจากการใช้งานจำนวนมากที่พบและวางตลาดภายใต้ชื่อ 20 Mule Team Borax Tradermax ซึ่งหมายถึงวิธีการขนส่งบอแรกซ์ผ่านทะเลทรายของเนวาดาและ แคลิฟอร์เนีย.

การค้นพบอีกรุ่นหนึ่งบ่งชี้ว่าชาวอียิปต์รู้ดีถึงการมีอยู่ของมันมานานแล้วโดยใช้มันในการเชื่อมโลหะด้วยความร้อน นอกจากนี้ยังใช้ในทางการแพทย์และในกระบวนการทำมัมมี่ บอแรกซ์ถูกถ่ายโอนไปยังยุโรปในศตวรรษที่ 13 โดยมาร์โคโปโล

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 มีการค้นพบแหล่งสะสมบอแรกซ์จำนวนมากในทะเลทรายโมกาเวซึ่งใช้กันทั่วไปนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

โครงสร้างบอแรกซ์

โครงสร้างของบอแรกซ์ไอออน ที่มา: Smokefoot

ภาพบนแสดงไอออนที่ประกอบขึ้นเป็นบอแรกซ์โดยเฉพาะที่สอดคล้องกับของแข็งที่มีสูตรองค์ประกอบของ Na ₂ · 8H ₂ O (หรือ Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O)

ประการแรกโครงสร้างที่ถูกขังอยู่ในกรงของไอออน^2-สามารถสังเกตได้(แม้ว่ามันควรจะมีกลุ่ม -OH ที่แยกออกจากกันสองกลุ่ม -O ^- ) ซึ่งสามารถมองเห็นวงแหวนแปดเหลี่ยม (อะตอม B สี่อะตอมและอะตอม O สี่ตัว) โดยมีสะพาน BOB แบ่งออก แบ่งเป็นสองส่วน

กรงดังกล่าวไม่อยู่นิ่ง แต่สั่นสะเทือนและใช้รูปทรงที่แตกต่างกันในอวกาศ อย่างไรก็ตามในระดับที่น้อยกว่าในบริเวณใกล้เคียงกับสะพาน นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตได้ว่ามี "ออกซิเจน" มาก นั่นคือมีอะตอมของออกซิเจนจำนวนมากที่สามารถโต้ตอบกับโมเลกุลของน้ำผ่านพันธะไฮโดรเจน

จึงไม่น่าแปลกใจที่ผลึกบอแรกซ์สามารถให้ความชุ่มชื้นและสร้างไฮเดรตได้มากมาย ดังนั้นสำหรับของแข็งนา₂ · 8H ₂ O มีแปด H ₂ O โมเลกุลมีปฏิสัมพันธ์กับกรง borate และในเวลาเดียวกันกับศูนย์โลหะของ Na +

ทางด้านไอออนบวกเรามีสารประกอบเชิงซ้อนของน้ำ⁺ _nโดยที่ค่าของ n จะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนแอนไอออน / ไอออนบวก ในของแข็งส่วนบน n = 2 เราจึงมี: ²⁺ซึ่งประจุ 2+ จะทำให้ประจุ 2 ของแอนไอออนบอเรตเป็นกลาง

รัตนากร

Monoclinic หน่วยเซลล์ของบอแรกซ์ ที่มา: Ben Mills

ด้านบนคือเซลล์หน่วย monoclinic สำหรับผลึก Na ₂ · 8H ₂ O หรือ Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O ที่นี่สิ่งดึงดูดไฟฟ้าสถิตและพันธะไฮโดรเจนควบคุมหรือครอบงำรูปแบบโครงสร้างที่เกิดในแต่ละช่วงของคริสตัล .

ไฮเดรตอื่น ๆ และเกลือปราศจากน้ำจะสูญเสียโมเลกุลของน้ำไปหนึ่งตัวหรือทั้งหมดทำให้องค์ประกอบและโครงสร้างของผลึกบอแรกซ์เปลี่ยนไป ในบรรดาแอนไอออนและไอออนบวกยังคงเหมือนเดิม (เว้นแต่จะมีสิ่งสกปรกหรือปฏิกิริยาข้างเคียง) ดังนั้นจึงไม่มีความสับสนในเรื่องนี้

ความสับสนกับไอออนบอเรต

Na ₂ · 8H ₂ O และ Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O เหมือนกัน ทำไม?

ประการแรกถ้านับอะตอมของมันจะเห็นว่ามันมีจำนวนตรงกัน และประการที่สองในประจุลบ B ₄ O ₇ ^2-ไม่มีกลุ่ม OH สองกลุ่มที่เชื่อมโยงกับหัวโบรอนของสะพาน BOB OH สองตัวที่รวมกับ H ⁺สองตัวจาก B ₄ O ₇ ^2-รวมกันได้มากถึง 2 H ₂ O รวมเป็น 10 H ₂ O (8 + 2)

คุณสมบัติ

ชื่อ

- บอแรกซ์

- โซเดียมบอเรต

- โซเดียมเตตระโบเรต

- ไดโซเดียมเตตระโบเรต

มวลโมเลกุล

รัส: 201.22 ก. / โมล

Decahydrate: 381.38 g / mol.

ลักษณะทางกายภาพ

ของแข็งผลึกสีขาว

ความหนาแน่น

รัส: 2.4 g / cm ³

Decahydrate: 1,739 ก. / ซม. ³

จุดหลอมเหลว

ไม่มีน้ำ: 743 ° C (1,369 ° F, 1,016 K)

Decahydrate: 75 ºC.

จุดเดือด

ปราศจากน้ำ: 1,575 ° C (2,867 ° F, 1,848 K)

ความสามารถในการละลายน้ำ

31.78 g / L (สำหรับทั้งแอนไฮไดรด์และเดคาไฮเดรต)

การละลายในตัวทำละลายอินทรีย์

ละลายได้มากในเอทิลีนไกลคอลละลายได้ปานกลางในไดเอทิลีนไกลคอลและเมทานอลและละลายได้เล็กน้อยในอะซิโตน

ดัชนีหักเห (ηD)

ไม่มีน้ำ: η ₁ = 1.447; η ₂ = 1.469

Decahydrate: η ₂ = 1.472

ความมั่นคง

มีความเสถียรภายใต้สภาวะการจัดเก็บที่เหมาะสม แม้ว่าจะมีความดันไอต่ำ แต่ก็จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิซึ่งนำไปสู่การตกผลึกและการควบแน่นดังนั้นควรหลีกเลี่ยงความผันผวนของอุณหภูมิและความชื้นมากเกินไป

การปล่อยแสง

โซเดียมเตตราบอเรตเมื่ออยู่ภายใต้การกระทำของไฟจะเปล่งแสงสีเขียว

ปฏิกิริยา

- เมื่อละลายในน้ำจะสร้างสารละลายอัลคาไลน์ที่มีค่า pH ประมาณ 9.2

- บอแรกซ์ทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างบอเรตอื่น ๆ เช่นเปอร์บอเรต (PBS)

- นอกจากนี้ยังผลิตกรดบอริกโดยทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก:

นา₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O + HCl => 4 H ₃ BO ₃ + 2 Na ⁺ + 2 Cl ^- + 5 H ₂ O

- โซเดียมเตตราบอเรตทำหน้าที่เหมือนสารแอมโฟเทอริกเนื่องจากในสารละลายน้ำจะไฮโดรไลซ์และสามารถทำให้กรดเป็นกลางได้ ในทำนองเดียวกันมันสามารถทำให้ด่างที่มีความเข้มข้นสูงเป็นกลางโดยหลีกเลี่ยงไม่ให้ pH ของตัวกลางสูงขึ้นมากเกินไป

การประยุกต์ใช้งาน

บอแรกซ์มีการใช้งานมากมายทั้งในมนุษย์และในกิจกรรมทั้งหมดที่ทำ

ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ

บอแรกซ์มีคุณสมบัติในการละลายออกไซด์ ด้วยเหตุนี้จึงใช้ในการกู้คืนโลหะเช่นทองเหลืองทองแดงตะกั่วและสังกะสี

นอกจากนี้ยังใช้เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของแท่งโลหะในโรงหล่อ บอแรกซ์ปกคลุมพื้นผิวโดยไม่รวมอากาศดังนั้นจึงป้องกันการเกิดออกซิเดชัน นอกจากนี้ยังป้องกันการกัดกร่อนของวัสดุเหล็กในการผลิตรถยนต์

ความสามารถในการละลายของบอแรกซ์ในเอทิลีนไกลคอลมีประโยชน์ในสูตรป้องกันการแข็งตัว บอแรกซ์ทำให้สารตกค้างที่เป็นกรดเป็นกลางซึ่งเกิดขึ้นในระหว่างการสลายตัวของเอทิลีนไกลคอลลดการเกิดออกซิเดชั่นที่พื้นผิวของโลหะสามารถเกิดขึ้นได้

การผลิตกาว

- บอแรกซ์เป็นส่วนหนึ่งของสูตรกาวแป้งสำหรับกระดาษลูกฟูกและกระดาษแข็ง

- เป็นสารเพปไทซิ่งในการผลิตกาวจากเคซีนและเดกซ์ทริน

- ทำงานโดยการเสริมความแข็งแรงของวัสดุกาวผ่านการเชื่อมขวางของกลุ่มไฮดรอกซิลคอนจูเกต

สารหน่วงไฟ

ใช้เป็นสารหน่วงไฟในวัสดุเซลลูโลสและโพลีเมอร์อื่น ๆ ที่มีกลุ่มไฮดรอกซิล มันออกแรงกระทำผ่านกลไกต่างๆรวมถึงการก่อตัวของชั้นน้ำเลี้ยงที่ จำกัด การเข้าถึงเชื้อเพลิง

การผลิตแก้วบอโรซิลิเกต (Pyrex)

บอแรกซ์เป็นแหล่งของโบรอนที่ใช้ในการผลิตแก้วบอโรซิลิเกต โดดเด่นด้วยจุดหลอมเหลวสูงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำและความต้านทานต่อแรงกระแทกจากความร้อนสูง

สิ่งนี้ช่วยให้สามารถอยู่ภายใต้อุณหภูมิสูงได้โดยไม่เกิดการแตกหักได้รับชื่อของแก้วทนไฟ

แก้วบอโรซิลิเกตใช้ในการผลิตวัสดุที่จะใช้ในบ้านเพื่ออบอาหาร นอกจากนี้ยังใช้ในห้องปฏิบัติการในบีกเกอร์ขวดนมกระบอกตวงปิเปต ฯลฯ

อิมัลซิ

บอแรกซ์พร้อมกับสารประกอบอื่น ๆ ใช้ในการทำให้สบู่เหลวและพาราฟินอื่น ๆ นอกจากนี้ยังใช้เป็นฐานในการผลิตโลชั่นครีมและขี้ผึ้ง

อุปกรณ์ทำความสะอาด

- ถูกเพิ่มเข้าไปในสูตรเพื่อทำความสะอาดพื้นผิวที่มั่นคงเช่นโลหะแก้วและเซรามิก

- ใช้ในน้ำยาทำความสะอาดมือวัสดุขัดเงาและสบู่ผงซักฟอกสำหรับใช้ในร้านซักผ้าและที่บ้าน นอกจากนี้ยังช่วยในการกำจัดคราบน้ำมันออกจากพื้นโรงงาน

ใช้ทางการแพทย์

- ใช้ในการรักษาการติดเชื้อราที่เท้า

- เป็นส่วนหนึ่งของสูตรอาหารที่ให้โบรอน องค์ประกอบนี้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญแคลเซียมฟอสฟอรัสและแมกนีเซียมและอาจจำเป็นต่อโครงสร้างกระดูก

- มีส่วนเกี่ยวข้องกับการตรวจหา glycosylated hemoglobin (HbA1C) ซึ่งเป็นการทดสอบที่ใช้ในการตรวจหาการพัฒนาของโรคเบาหวานในระยะยาวในผู้ป่วยเนื่องจากครึ่งชีวิตของเม็ดเลือดแดงคือ 120 วัน

ข้อมูลนี้มีประโยชน์กับแพทย์มากกว่าการตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือดจากคนไข้เป็นรายบุคคล

PH บัฟเฟอร์

ใช้ในระบบบัฟเฟอร์ pH ต่างๆที่ใช้ในชีวเคมี ในหมู่พวกเขา Tris (hydroxymethyl) aminomethane-borate ที่ใช้ใน polyacrylamide electrophoresis ของ DNA และ RNA nucleic acids

ความกระด้างของน้ำลดลง

บอแรกซ์สามารถรวมกับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนที่มีอยู่ในน้ำทำให้ความเข้มข้นลดลง ซึ่งจะช่วยลดความกระด้างของน้ำ

ปุ๋ยและปุ๋ยหมัก

บอแรกซ์ใช้เป็นแหล่งของโบรอน แคลเซียมและโบรอนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างผนังเซลล์ของพืช นอกจากนี้ยังมีการชี้ให้เห็นว่าโบรอนช่วยในการผสมเกสรซึ่งเป็นเหตุให้มันเข้าไปแทรกแซงการปฏิสนธิและการขยายพันธุ์ของพืช

การดูแลรักษาไม้

บอแรกซ์ต่อสู้กับหนอนไม้ซึ่งเป็นแมลงปีกแข็งที่กินและทำลายไม้ นอกจากนี้ยังใช้ในการอนุรักษ์และบำรุงรักษาเรือไม้

ฟลักซ์และฟลักซ์

ใช้เป็นฟลักซ์ในการเชื่อมเหล็กและเหล็กทำให้จุดหลอมเหลวลดลงและกำจัดเหล็กออกไซด์ สารปนเปื้อนที่ไม่พึงปรารถนา ด้วยจุดประสงค์ที่คล้ายกันเขามีส่วนร่วมในการบัดกรีทองและเงิน

คนอื่น ๆ

- ใช้เป็นยาฆ่าแมลงอย่างอ่อน ตัวอย่างเช่นเพื่อต่อสู้กับแมลงเม่าบนขนสัตว์

- การฉีดพ่นใช้เพื่อควบคุมศัตรูพืชที่มีอยู่ในตู้ถังภายในในรูบนผนังและโดยทั่วไปในกรณีที่ไม่ต้องการใช้สารกำจัดศัตรูพืชที่ก่อมลพิษมากขึ้น

- ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อควบคุมปฏิกิริยาที่อาจก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ในกรณีที่รุนแรง

- ในหม้อน้ำรถยนต์บอแรกซ์ถูกใช้เพื่อปิดกั้นสถานที่ที่มีน้ำรั่ว

สังเคราะห์

บอแรกซ์ได้จากการทำปฏิกิริยากับแร่ยูเล็กไซต์ซึ่งประกอบด้วยธาตุโบรอนโซเดียมและแคลเซียมของสูตร NaCaB ₅ O ₉ .8H ₂ O กับโซเดียมคาร์บอเนตและโซเดียมไฮโดรคาร์บอเนตในน้ำปานกลาง

ในความเป็นจริงการสังเคราะห์โซเดียมเตตราบอเรตหรือบอแรกซ์นั้นใช้เพียงเล็กน้อย สารประกอบส่วนใหญ่ที่ผลิตได้มาจากการสกัดแร่ธาตุที่มีอยู่

กระบวนการนี้สามารถสรุปได้ในการละลายของแร่ในน้ำตามด้วยการกรองในดินเหนียวและสุดท้ายการระเหยของสารละลายในน้ำ

ความเสี่ยง

บอแรกซ์เป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ แต่อาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อสุขภาพของมนุษย์ได้ ตัวอย่างเช่นการสัมผัสกับผงบอแรกซ์อาจทำให้ผิวหนังระคายเคืองซึ่งอาจนำไปสู่โรคผิวหนังอักเสบ

ในทำนองเดียวกันบอแรกซ์ทำให้เกิดการระคายเคืองต่อดวงตาและทางเดินหายใจส่วนบน อาการของการหายใจเข้าไป ได้แก่ ไอและเจ็บคอ

ในขณะเดียวกันการบริโภคบอแรกซ์จะทำให้เกิดอาการดังต่อไปนี้: อาเจียนคลื่นไส้ท้องเสียอ่อนเพลียปวดศีรษะและชัก นอกจากนี้ระบบประสาทส่วนกลางและการทำงานของไตอาจได้รับผลกระทบ

จากการศึกษาในหนูตัวผู้ที่เลี้ยงด้วยบอแรกซ์พบว่าลูกอัณฑะฝ่อในตัว ในขณะที่การศึกษาที่ดำเนินการกับหนูเพศเมียที่ตั้งครรภ์พบว่าบอแรกซ์สามารถข้ามรกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของพัฒนาการของทารกในครรภ์ซึ่งแสดงให้เห็นได้จากน้ำหนักแรกเกิดที่ต่ำ

เชื่อกันว่าการได้รับสารบอแรกซ์จะส่งผลต่อการทำงานของระบบสืบพันธุ์ของผู้ชายในผู้ชายซึ่งแสดงออกมาจากการลดจำนวนอสุจิ

ปริมาณร้ายแรง 10 ถึง 25 กรัมโดยประมาณสำหรับการบริโภคบอแรกซ์ในผู้ใหญ่

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) อาร์กอน. ฐานข้อมูล PubChem CID = 23968 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Karolyn Burns, Seneca Joseph และ Dr. Ryan Baumbach (เอสเอฟ) การสังเคราะห์และคุณสมบัติของผลึกบอแรกซ์และโลหะผสมระหว่างโลหะ สืบค้นจาก: nationalmaglab.org
4. วิกิพีเดีย (2019) น้ำประสานทอง. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
5. Rio Tinto (2019) บอแรกซ์สลายตัว 20 Mule Team Borax สืบค้นจาก: borax.com
6. เฟล็ทเชอร์เจนน่า (14 มกราคม 2562). บอแรกซ์ใช้ปลอดภัยหรือไม่? สืบค้นจาก: medicalnewstoday.com