Composti del boro: acido borico, borace, perborato
I composti del boro più comuni sono i borati ovvero sali degli acidi borici ovvero acido borico o ortoborico H3BO3, acido metaborico HBO2 e acido piroborico H2B4O7.
Acido borico
Tra i composti del boro che hanno una particolare importanza vi sono quelli che derivano dall’acido H3BO3 il cui nome I.U.P.A.C. è acido triossoborico (III) , spesso indicato come acido borico o acido ortoborico.
L’acido borico si presenta in lamelle bianche, madreperlacee, untuose al tatto e si trova in natura nei soffioni boraciferi, nelle acque salsoiodiche e, allo stato cristallino, come sassolite.
L’acido borico è un acido debole che in soluzione acquosa si dissocia secondo la reazione di equilibrio:
H3BO3 + H2O ⇌ H2BO3– + H3O+
La soluzione concentrata bollente di H3BO3 scioglie gli ossidi di alluminio, rame, ferro, nichel e zinco. Riscaldando l’acido oltre i 100°C si forma l’acido diossoborico (III) noto come acido metaborico secondo la reazione:
H3BO3 → HBO2 + H2O
L’acido diossoborico (III) per riscaldamento a 140°C forma l’acido eptaossotetraborico (III) noto come acido tetraborico o acido piroborico H2B4O7 secondo la reazione:
4 HBO2 → H2B4O7 + H2O
Borace
Tra i composti del boro più importanti ricordiamo il borace Na2B4O7 ∙ 10 H2O (eptaossotetraborato (III) di sodio decaidrato noto come sodio borato, o sodio tetraborato decaidrato). Il borace, una volta riscaldato fonde dapprima nella sua acqua di cristallizzazione rigonfiandosi, poi perde la sua acqua di cristallizzazione e a 878 °C fonde originando una massa vetrosa secondo la reazione:
Na2B4O7 → 2 NaBO2 + B2O3
che discioglie gli ossidi metallici originando borati colorati ed infatti i saggi alla perla sono uno dei saggi per via secca per il riconoscimento dei cationi nell’analisi chimica quantitativa.
Il borace che è uno dei più noti composti del boro, scoperto per la prima volta nei letti asciutti dei laghi in Tibet, può essere preparato in vari modi tra cui:
1) da acido borico: l’acido borico greggio viene trattato con una soluzione bollente di carbonato di sodio:
4 H3BO3 + Na2CO3 → Na2B4O7 + CO2 + 6 H2O
2) dal minerale ulexite NaCaB5O6(OH)6 ∙5 H2O per trattamento con carbonato di sodio e carbonato acido di sodio
3) dal minerale pandermite 4 CaO∙ 5 B2O3∙ 7 H2O H2O per trattamento con carbonato di sodio e carbonato acido di sodio
Usi: Il borace è usato nella preparazione di borati e perborato sodico, nella preparazione di vetri a basso coefficiente di dilatazione (vetro pirex) e con indice di rifrazione costante ( vetro ottico). Per il suo potere solvente nei confronti degli ossidi metallici viene usato come sgrassante e fondente per saldature.
Perborato sodico
Il perborato di sodio NaBO3∙ 4 H2O è uno dei composti del boro che si presenta in cristalli monoclini trasparenti, stabili alla temperatura ordinaria, che si decompongono fondendo a 60°C. la soluzione di perborato, stabile a temperatura ordinaria, libera a caldo l’ossigeno che contiene.
Il perborato si ottiene dal borace mescolandolo con soluzioni di acqua ossigenata e soda caustica:
Na2B4O7 + 2 NaOH + 4 H2O2 → 5 H2O + 4 NaBO3
oppure dall’acido borico per trattamento con acqua ossigenata e soda caustica:
H3BO3 + NaOH + H2O2 + H2O → NaBO3∙ 4 H2O
Il perborato viene usato come sbiancante dei tessuti e fibre tessili, nonché per preparare saponi e detergenti o come ossidante in genere.
