Perborato di sodio
Il perborato di sodio è un agente ossidante delicato, economico e stabile all’aria con formula NaBO3 che, causa della sua elevata affinità per l’acqua, si presenta in diverse forme, tra cui monoidrata e tetraidrata, entrambe facilmente solubili in acqua e pertanto in genere viene indicato come NaBO3 · n H2O (n: 1-4). Fu isolato per la prima volta nel 1898, apparentemente sotto forma di tetraidrato.
Il perborato di sodio è uno dei composti del boro che si presenta in cristalli monoclini trasparenti, stabili alla temperatura ordinaria, che si decompongono fondendo a 60°C e si trova solitamente nella sua forma dimerica monoidrata, [NaBO3· H2O]2
Il perborato viene usato come sbiancante dei tessuti e fibre tessili, nonché per preparare saponi e detergenti o come ossidante in genere ed è un prodotto efficace per decolorare i tessuti delicati ingialliti dal tempo ed inoltre è un reagente utile nella sintesi organica come sostituto delle soluzioni instabili e altamente concentrate di perossido di idrogeno che possono comportare un significativo rischio di esplosione.
Sintesi del perborato di sodio
Può essere ottenuto attraverso diverse vie sintetiche come, ad esempio, a partire dall’acido borico per trattamento con acqua ossigenata e idrossido di sodio:
H3BO3 + NaOH + H2O2 + H2O → NaBO3∙ 4 H2O
Il perborato di sodio può essere ottenuto dal borace per reazione con una soluzione di acqua ossigenata e idrossido di sodio:
Na2B4O7 + 2 NaOH + 4 H2O2 → 5 H2O + 4 NaBO3
Il perborato di sodio può essere ottenuto a seguito dell’aggiunta di una quantità di perossido di sodio sufficiente ad una soluzione acquosa di borace per convertire il borace in metaborato e parzialmente in perborato e quindi per aggiunta di perossido di idrogeno sufficiente per completare l’ossidazione del metaborato in perborato:
Na2B4O7 + 3 H2O2 + Na2O2 + 13 H2O → 4 NaBO3· 4H2O
Tipicamente il perborato di sodio può essere ottenuto dal borace per reazione con una soluzione di acqua ossigenata e idrossido di sodio:
Na2B4O7 + 2 NaOH + 4 H2O2 → 5 H2O + 4 NaBO3
Per realizzare questa reazione 24 grammi di borace e 5 grammi di idrossido di sodio vengono solubilizzati in 150 mL di acqua tiepida. La soluzione viene raffreddata a temperatura ambiente e vengono aggiunti lentamente 283 mL di perossido di idrogeno al 3%. La soluzione viene ulteriormente raffreddata agitando e immergendo il becher in acqua ghiacciata e inserendo 20 grammi di ghiaccio alla soluzione. Seguendo questa metodica dopo alcuni minuti iniziano a separarsi fini cristalli di perborato di sodio.
La soluzione viene agitata frequentemente per i successivi 20 minuti, quindi i cristalli vengono raccolti per filtrazione, lavati con due aliquote successive da 25 mL ciascuna di alcool etilico e poi due aliquote successive da 25 mL ciascuna di etere etilico.
Il perborato di sodio ottenuto con il metodo descritto contiene quattro molecole di acqua e, alla temperatura di 70° C diventa monoidrato.
Proprietà
In acqua si trova generalmente sotto forma di dimero ciclico in cui è presente l’anione perossiborato in equilibrio con il tetraidrossiborato e acqua ossigenata.
Il perborato di sodio, come i perborati, è considerato come una fonte conveniente di acqua ossigenata ed è quindi l’agente sbiancante più antico e più utilizzato. Il perossido di idrogeno può ulteriormente decomporsi per formare acqua e ossigeno e liberare calore.
Il perossido di idrogeno viene completamente decomposto dalla reazione con le sostanze riducenti presenti nel liquido di lavaggio dei tessuti e successivamente nelle acque reflue.
Il borato rimane nelle acque reflue, passa attraverso gli impianti di depurazione e infine entra nelle acque superficiali. Negli anni ’80 dello scorso secolo il perborato ha gradualmente sostituito l’ipoclorito come agente sbiancante per il bucato, grazie principalmente all’aumento della produzione del monoidrato, che si dissolve più facilmente del triidrato.
Grazie all’equilibrio in soluzione acquosa da cui si ottiene il perossido che, a sua volta si decompone in acqua e ossigeno, il perborato, in forma di compresse, è utilizzato in acquacoltura per aumentare l’ossigeno disponibile nell’acqua e fornire un ambiente adatto per gli organismi acquatici.
Il perborato di sodio è un conservante ossidativo utilizzato nei colliri lubrificanti. Con l’applicazione topica, il perborato di sodio viene convertito dalla catalasi in acqua, ossigeno e perossido di idrogeno. Le sue proprietà antimicrobiche sono attribuite all’ossidazione delle membrane cellulari, agli enzimi legati alla membrana e all’interruzione della sintesi proteica. Il perborato di sodio è stato vietato nell’Unione Europea per l’uso nello sbiancamento dei denti perché considerato tossico per il feto e citotossico.
