Muy a menudo, el concepto de boro no está asociado conuna sustancia simple, cuyas propiedades son poco conocidas, y con compuestos, el ácido bórico o su sal, llamado bórax. El elemento boro está muy extendido en la corteza terrestre; basta decir que más de cien rocas y minerales lo contienen. En nuestro artículo, estudiaremos las propiedades físicas y químicas del elemento y consideraremos los campos de aplicación del boro y sus compuestos en la industria, la medicina y la agricultura. La cuestión de la influencia de los boratos en el cuerpo humano y su papel en el metabolismo, que aclararemos en ejemplos específicos, también es interesante.
Características de las propiedades físicas.
Para una persona que no está asociada con la química, el principalLas características del elemento --el estado de agregación, densidad, punto de ebullición o punto de fusión-- son poco conocidas. Además, el elemento boro no aparece en la naturaleza como una sustancia simple. En condiciones normales, es una masa oscura amorfa. La forma cristalina tiene varios colores: incoloro, rojo o gris. El compuesto puede formar hasta diez tipos de modificaciones alotrópicas, que difieren entre sí en la estructura de la red cristalina. A su vez, depende de la temperatura de recepción de la sustancia. El boro es frágil, pero muy duro, y en esta característica solo es superado por el diamante, también conduce bien la corriente eléctrica.
Posición en la tabla periódica: rasgos característicos del compuesto.
Las propiedades del elemento boro están determinadas por el lugar.que ocupa en la tabla periódica de elementos químicos de D.I. Mendeleev. Como elemento p, la sustancia en estudio exhibe propiedades no metálicas y metálicas y en los compuestos tiene un estado de oxidación de +3. Esto significa que para la formación de un enlace químico, el átomo de boro dona tres de sus electrones ubicados en el último nivel de energía. Tiene muchas propiedades físicas y químicas en común con el silicio ubicado en diagonal en la tabla periódica. En el 13º grupo de la tabla, las propiedades del elemento químico boro tienen el carácter no metálico más pronunciado. Con un aumento en la carga del núcleo atómico en todos los demás representantes (aluminio, galio, indio), se observa un aumento gradual en los signos de metales. Los átomos de un elemento se presentan en forma de dos isótopos con números de masa 10 y 11. El primero de ellos tiene una propiedad interesante que hizo posible utilizar el isótopo en física nuclear, el otro se usa activamente en la producción metalúrgica. Vamos a familiarizarnos con ellos con más detalle.
Papel del elemento en las industrias modernas.
Isótopo 10B es capaz de absorber movimientos rápidosen reactores de centrales nucleares partículas elementales - neutrones. Se utiliza como un factor que impide que una reacción nuclear entre en una fase no controlada y termine en una explosión. Al fundir metales ferrosos y no ferrosos, se usa una sustancia simple como aditivo que reduce el tamaño de grano de la aleación, lo que mejora significativamente sus características físicas. La capacidad de formar una capa sobre superficies metálicas: esta característica del elemento químico boro, llamada perforación, mejora la calidad de los productos y los protege de la corrosión.
¿Cómo se obtiene una sustancia simple?
El boro libre en forma de polvo amorfo puedeobténgalo reduciendo su óxido con magnesio metálico. El compuesto resultante contiene impurezas y no se usa ampliamente. Por lo tanto, recientemente, se ha utilizado el método de descomposición térmica de boranos - compuestos con hidrógeno, o la reducción de haluros de boro. En este caso, la pureza del boro es alta. Tiene la apariencia de un cristal negro y muy duro.
Difundido en la naturaleza
Más de cien minerales y minerales contienen el elemento en forma de boratos y borosilicatos. Los más famosos son la datolita y el hidrato de sodio cristalino.2En el2Oh7 × 10 H2O llamado bórax.Forman parte de las rocas formadas como resultado de erupciones volcánicas, así como de las de origen sedimentario. Aquí hay algunos representantes más de rocas que contienen boro. Por ejemplo, el nombre del químico italiano A. Avogadro, quien determinó el volumen molar de gases, el mineral avogadrita. Es un compuesto complejo de potasio, flúor y boro. Otro compuesto bastante raro, la ulexita, es un hidrato cristalino de boratos de calcio y sodio. O painita: un mineral que contiene un depósito de elementos valiosos como aluminio, circonio, boro. La caracterización del elemento será incompleta si no recordamos su amplia distribución en la composición de aguas minerales geotérmicas, géiseres y agua de mar. Contenido especialmente alto de iones B3+ registrado en las fuentes balneológicas y potables del Cáucaso y Crimea.
Características de las reacciones con productos químicos.
Como ya hemos dicho, las propiedades del boro son en gran medidaparecerse al silicio. A temperatura y presión normales, es más bien pasivo e interactúa solo con el no-metal más activo: el flúor. Cuando se calienta, reacciona con cloro, bromo y otros halógenos, así como con fósforo, nitrógeno y carbono. Para obtener un compuesto de boro con hidrógeno, se usa una reacción entre un ácido inorgánico fuerte y boratos de metales alcalinos y alcalinotérreos. En las reacciones redox con óxidos, como el fósforo o el silicio, el elemento boro se comporta como un agente reductor, pero no interactúa con los álcalis en absoluto. Ácido Tribásico - H3EN3que es una materia prima importante para la industriapuede obtenerse actuando sobre una sustancia simple con soluciones calientes de ácidos nítrico o sulfúrico o disolviendo boro en agua regia: una mezcla de ácidos nítrico y clorhídrico. El ácido bórico tiene propiedades bactericidas pronunciadas y se usa en medicina. Sin embargo, en grandes dosis, es altamente tóxico, por lo que su uso es actualmente limitado.
Sales de ácido bórico
Si los boratos se mencionan en la literatura química, entonces estamos hablando de sales de ácido tetrabórico H2En el4Oh7 u otros compuestos menos hidratados,que el ácido bórico convencional. El tetraborato de sodio es de gran importancia para la industria; en la vida cotidiana a menudo se llama bórax. En la fabricación de productos de loza y porcelana, el elemento de boro se usa como componente del esmalte, y en la producción de platos esmaltados, el bórax es parte de su recubrimiento. El tetraborato de sodio se ha utilizado durante mucho tiempo en la industria del vidrio para impartir propiedades especiales al vidrio, como la alta transparencia y la capacidad de transmitir hasta el 75% de todos los rayos ultravioleta percibidos por los objetos vivos.
El boro como oligoelemento en organismos
La influencia más importante es ejercida por este componente.en plantas Forma parte de las fitohormonas que regulan el desarrollo del tejido educativo: el meristemo ubicado en la parte superior de los brotes jóvenes y en el punto de crecimiento de las plantas. Si el suelo es pobre en iones B3+, entonces no solo hay un retraso en el desarrollo,pero también la supresión de las funciones reproductivas, y la planta deja de formar flores. El elemento químico boro ingresa al suelo junto con fertilizantes minerales, que se aplican en el otoño.
Hay plantas indicadoras por las cuales se puede juzgar el contenido de un compuesto en una solución de suelo. Por ejemplo, halofito solyanka con una alta concentración de BO33- se vuelve gigantesco en tamaño, y salineros yeste artemisa deja de crecer. El boro también es importante para el cuerpo humano. Afecta la función de la insulina, aumentando su actividad, regula la producción de hormonas sexuales y la conducción de excitación a lo largo de la fibra nerviosa.
En nuestro artículo, hemos caracterizado el elemento boro y descubrimos su importancia para la vida humana.
