Na maioria das vezes, as ideias sobre o boro não estão associadas comuma substância simples, cujas propriedades são pouco conhecidas, e com compostos - ácido bórico ou seu sal, chamado bórax. O elemento boro está muito difundido na crosta terrestre, basta dizer que mais de uma centena de rochas e minerais o contêm. Em nosso artigo, estudaremos as propriedades físicas e químicas do elemento e consideraremos os campos de aplicação do boro e seus compostos na indústria, medicina e agricultura. A questão da influência dos boratos no corpo humano e seu papel no metabolismo, que conheceremos em exemplos específicos, também é interessante.
Características das propriedades físicas
Para uma pessoa não associada à química, o principalas características do elemento - estado de agregação, densidade, ponto de ebulição ou ponto de fusão - são pouco conhecidas. Além disso, por ser uma substância simples, o elemento boro não ocorre na natureza. Em condições normais, é uma massa amorfa escura. A forma cristalina possui várias cores: incolor, vermelho ou cinza. O composto pode formar até dez tipos de modificações alotrópicas, diferindo entre si na estrutura da rede cristalina. Por sua vez, depende da temperatura de recebimento da substância. O boro é frágil, mas muito duro, e nesta característica só perde para o diamante, ele também conduz bem a corrente elétrica.
Posição na tabela periódica: características do composto
As propriedades do elemento boro são determinadas pelo localque ele ocupa na tabela periódica de elementos químicos de D.I. Mendeleev. Por ser um elemento p, a substância em estudo exibe propriedades não metálicas e metálicas e em compostos tem um estado de oxidação igual a +3. Isso significa que, para a formação de uma ligação química, o átomo de boro doa três de seus elétrons localizados no último nível de energia. Possui muitas propriedades físicas e químicas em comum com o silício, localizadas diagonalmente na tabela periódica. No 13º grupo da tabela, as propriedades do elemento químico boro têm o caráter não metálico mais pronunciado. Com o aumento da carga do núcleo atômico em todos os outros representantes - alumínio, gálio, índio - observa-se um aumento gradativo nos sinais dos metais. Os átomos de um elemento ocorrem na forma de dois isótopos com números de massa 10 e 11. O primeiro deles tem uma propriedade interessante, que tornou possível o uso do isótopo na física nuclear, o outro é usado ativamente na produção metalúrgica. Vamos conhecê-los com mais detalhes.
Papel do elemento nas indústrias modernas
Isótopo 10B é capaz de absorver movimentos rápidosem reatores de partículas elementares de usinas nucleares - nêutrons. É usado como um fator que impede uma reação nuclear de entrar em uma fase descontrolada que termina em uma explosão. Na fundição de metais ferrosos e não ferrosos, uma substância simples é usada como aditivo que reduz o tamanho de grão da liga, o que melhora significativamente suas características físicas. Capacidade de formar uma camada sobre superfícies metálicas - essa característica do elemento químico boro, chamado de mandrilamento, melhora a qualidade dos produtos, protegendo-os da corrosão.
Como uma substância simples é obtida?
O boro livre na forma de um pó amorfo pode serobtê-lo reduzindo seu óxido com magnésio metálico. O composto resultante contém impurezas e não é amplamente utilizado. Portanto, recentemente, o método de decomposição térmica de boranos - compostos com hidrogênio, ou a redução de halogenetos de boro tem sido utilizado. Nesse caso, a pureza do boro é alta. Tem a aparência de um cristal preto e muito duro.
Distribuição na natureza
Mais de cem minerais e minérios contêm o elemento na forma de boratos e borossilicatos. Os mais famosos deles são datolite e hidrato cristalino Na2No2Oh7 × 10 H2O chamado bórax.Fazem parte das rochas formadas por erupções vulcânicas, bem como daquelas de origem sedimentar. Aqui estão mais alguns representantes de rochas contendo boro. Por exemplo, em homenagem ao químico italiano A. Avogadro, que determinou o volume molar dos gases, o mineral avogadrito. É um composto complexo de potássio, flúor e boro. Outro composto bastante raro, a ulexita, é um hidrato cristalino de boratos de cálcio e sódio. Ou painita - um mineral que contém um depósito de elementos valiosos, como alumínio, zircônio, boro. A caracterização do elemento ficará incompleta se não lembrarmos sua ampla distribuição na composição das águas minerais geotérmicas, gêiseres e água do mar. Especialmente alto teor de íons B3+ registrado nas fontes balneológicas e potável do Cáucaso e da Crimeia.
Características das reações com produtos químicos
Como já dissemos, as propriedades do boro são em grande parteassemelham-se ao silício. Em temperatura e pressão normais, é bastante passivo e interage apenas com o não-metal mais ativo - o flúor. Quando aquecido, reage com cloro, bromo e outros halogênios, bem como com fósforo, nitrogênio e carbono. Para obter um composto de boro com hidrogênio, uma reação é usada entre um ácido inorgânico forte e boratos de metais alcalinos e alcalino-terrosos. Em reações redox com óxidos, como fósforo ou silício, o elemento boro se comporta como um agente redutor, mas não interage de forma alguma com os álcalis. Ácido tribásico - H3BO3que é uma importante matéria-prima para a indústria,pode ser obtido agindo sobre uma substância simples com soluções quentes de ácidos nítrico ou sulfúrico ou dissolvendo o boro na água régia: uma mistura de ácidos nítrico e clorídrico. O ácido bórico tem propriedades bactericidas pronunciadas e é usado na medicina. No entanto, em altas doses, é altamente tóxico, por isso seu uso atualmente é limitado.
Sais de ácido bórico
Se boratos são mencionados na literatura química, então estamos falando de sais de ácido tetraboric H2No4Oh7 ou outros compostos menos hidratados,do que o ácido bórico convencional. O tetraborato de sódio é da maior importância para a indústria, muitas vezes denominado bórax no dia a dia. Na fabricação de produtos de faiança e porcelana, o elemento boro é utilizado como componente do esmalte e, na produção de utensílios esmaltados, o bórax faz parte do seu revestimento. O tetraborato de sódio é usado há muito tempo na indústria do vidro para conferir propriedades especiais ao vidro, como alta transparência e capacidade de transmitir até 75% de todos os raios ultravioleta percebidos por objetos vivos.
Boro como um oligoelemento em organismos
A influência mais importante é exercida por este componente.nas plantas. É uma parte dos fitormônios que regulam o desenvolvimento do tecido educacional - o meristema localizado no topo dos brotos jovens e no ponto de crescimento da planta. Se o solo for pobre em íons B3+, então não há apenas um atraso no desenvolvimento,mas também a supressão das funções reprodutivas, e a planta deixa de formar flores. O elemento químico boro entra no solo junto com os fertilizantes minerais, que são aplicados no outono.
Existem plantas indicadoras pelas quais se pode julgar o conteúdo de um composto em uma solução de solo. Por exemplo, halófita solyanka com alta concentração de BO33- torna-se gigantesco em tamanho, e saltros eo absinto das estepes pára de crescer. O boro também é importante para o corpo humano. Afeta a função da insulina, aumentando sua atividade, regula a produção dos hormônios sexuais e a condução da excitação ao longo da fibra nervosa.
Em nosso artigo, caracterizamos o elemento boro e descobrimos seu significado para a vida humana.
