Bórax

El bórax es una sal (compuesto iónico), un borato de sodio hidratado, con la fórmula química Na₂H₂₀B₄O₁₇ a menudo escrito Na₂B₄O₇·10H₂O. Es un sólido cristalino incoloro que se disuelve en agua para formar una solución básica. Está comúnmente disponible en forma de polvo o gránulos y tiene muchos usos industriales y domésticos, incluso como pesticida, como fundente para soldadura de metales, como componente de vidrio, esmalte y esmaltes de cerámica, para curtir pieles y cueros, para el envejecimiento artificial. de la madera, como conservante contra los hongos de la madera y como alcalinizante farmacéutico. En laboratorios químicos, se utiliza como agente amortiguador.

El compuesto a menudo se llama tetraborato de sodio decahidratado, pero ese nombre no es consistente con su estructura. El anión no es tetraborato [B₄O₇]²⁻ pero tetrahidroxitetraborato [B₄O₅(OH)₄]²⁻, entonces la fórmula más correcta debería ser Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O . Informalmente, el producto a menudo se denomina borato de sodio decahidratado o simplemente borato de sodio.

Los términos tincal "tinkle" y tincar "tinker" se refieren al bórax nativo, históricamente extraído de lechos de lagos secos en varias partes de Asia.

Historia

El bórax se descubrió por primera vez en lechos de lagos secos en el Tíbet. El tincal nativo del Tíbet, Persia y otras partes de Asia se comerciaba a través de la Ruta de la Seda hasta la Península Arábiga en el siglo VIII d.C.

El bórax empezó a ser de uso común a fines del siglo XIX cuando la Pacific Coast Borax Company de Francis Marion Smith comenzó a comercializar y popularizar una gran variedad de aplicaciones bajo la marca registrada 20 Mule Team Borax, llamada así por el método por el cual El bórax se extrajo originalmente de los desiertos de California y Nevada.

Etimología

La palabra inglesa bórax está latinizada: la forma del inglés medio era boras, del francés antiguo boras, bourras. Eso puede haber sido del latín medieval baurach (otra ortografía inglesa), borac(-/um/em), bórax, junto con el español borrax (> borraj) e italiano borrace, en el siglo IX.

Las palabras tincal y tincar se adoptaron en inglés en el siglo XVII del malayo tingkal y del urdu/árabe persa تنکار‎ tinkār/tankār; así las dos formas en inglés. Todos estos parecen estar relacionados con el sánscrito टांकण ṭānkaṇa.

Química

La estructura del borax según la cristalografía de rayos X.

Estructura

Desde la perspectiva química, el bórax contiene el [B₄O₅(OH)₄]²⁻ ión. En esta estructura, hay dos centros de boro de cuatro coordenadas y dos centros de boro de tres coordenadas.

Propiedades físicas

El decahidrato cristalino es un conductor de protones a temperaturas superiores a 21 °C. La conductividad es máxima a lo largo del eje b-.

Reacciones

El bórax también se convierte fácilmente en ácido bórico y otros boratos, que tienen muchas aplicaciones. Su reacción con el ácido clorhídrico para formar ácido bórico es:

El "decahidrato" es lo suficientemente estable para encontrar uso como estándar primario para la titulación ácido-base.

El bórax fundido disuelve muchos óxidos metálicos para formar vidrios. Esta propiedad es importante para sus usos en metalurgia y para la prueba de cuentas de bórax del análisis químico cualitativo.

Solubilidad

El bórax es soluble en una variedad de solventes; sin embargo, es notablemente insoluble en etanol.

Hidrata

El término bórax se refiere propiamente al llamado decahidrato Na₂B4O₇·10H₂O, escrito más correctamente Na₂B₄O5(OH)₄·8H₂O. Sin embargo, el término puede aplicarse también a los compuestos relacionados

Bórax pentahidratado

El bórax pentahidratado tiene la fórmula Na₂B₄O₇·5H₂O, más propiamente Na2B₄O₅(OH)₄·3H₂O Es un sólido incoloro con una densidad de 1.880 kg/m ³ que cristaliza a partir de soluciones de agua por encima de 60,8 °C en el sistema cristalino romboédrico. Ocurre naturalmente como el mineral tinkhanita. Se puede obtener calentando el decahidrato por encima de 61 °C.

Bórax dihidrato

El dihidrato de bórax tiene la fórmula Na₂B₄O₇·2H₂O, más correctamente Na2B₄O₅(OH)₄. Se puede obtener calentando el decahidrato o pentahidrato por encima de 116-120 °C.

Bórax anhidro

El bórax anhidro es tetraborato de sodio propiamente dicho, con fórmula Na₂B₄O₇. Se puede obtener calentando cualquier hidrato a 300 °C. Tiene una forma amorfa (vítrea) y tres formas cristalinas: α, β y γ, con puntos de fusión de 1015, 993 y 936 K respectivamente. α-Na2B4O7 es la forma estable.

Fuentes naturales

Borax "cottonball"

El bórax se encuentra naturalmente en la evaporita depósitos producidos por la evaporación repetida de lagos estacionales. Los yacimientos de mayor importancia comercial se encuentran en: Turquía; Boro, California; y el lago Searles, California. Además, se ha encontrado bórax en muchos otros lugares en el suroeste de los Estados Unidos, el desierto de Atacama en Chile, depósitos recién descubiertos en Bolivia y en el Tíbet y Rumania. El bórax también se puede producir sintéticamente a partir de otros compuestos de boro.

El bórax natural (conocido con el nombre comercial Rasorite–46 en los Estados Unidos y muchos otros países) se refina mediante un proceso de recristalización.

Motor de vapor de tracción que transporta borax, Parque Nacional del Valle de la Muerte, California, 1904

Usos

Detergente de lavandería con base en Borax

Control de hormigas

El bórax se usa en soluciones de control porque es tóxico para las hormigas. Debido a que es de acción lenta, las hormigas obreras llevarán el bórax a sus nidos y envenenarán al resto de la colonia.

Productos para el hogar

El bórax se usa en varios productos de limpieza y lavandería para el hogar, incluido el potenciador de lavado 20 Mule Team Borax, el jabón de manos en polvo de bórax y algunas fórmulas para blanquear los dientes.

Búfer de pH

Los iones de borato (comúnmente suministrados como ácido bórico) se utilizan en laboratorios bioquímicos y químicos para fabricar tampones, p. para la electroforesis en gel de poliacrilamida de ADN y ARN, como el tampón TBE (tris-hidroximetilaminometonio tamponado con borato) o el tampón SB más nuevo o el tampón BBS (solución salina tamponada con borato) en procedimientos de recubrimiento. Los tampones de borato (generalmente a pH 8) también se utilizan como soluciones de equilibrio preferenciales en reacciones de reticulación basadas en dimetilpimelimidato (DMP).

Agente co-complejante

El bórax como fuente de borato se ha utilizado para aprovechar la capacidad de cocomplejo del borato con otros agentes en el agua para formar iones complejos con varias sustancias. El borato y un lecho de polímero adecuado se utilizan para cromatografíar la hemoglobina no glucosilada de manera diferencial de la hemoglobina glucosilada (principalmente HbA1c), que es un indicador de hiperglucemia a largo plazo en la diabetes mellitus.

Agente suavizante de agua

El bórax por sí solo no tiene una gran afinidad por los cationes de dureza, aunque se ha utilizado para ablandar el agua. Su ecuación química para ablandamiento del agua se da a continuación:

Los iones de sodio introducidos no hacen que el agua sea "dura". Este método es adecuado para eliminar durezas tanto temporales como permanentes.

Flujo

Una mezcla de bórax y el cloruro de amonio se usa como fundente cuando se suelda hierro y acero. Disminuye el punto de fusión del óxido de hierro no deseado (incrustaciones), lo que permite que se escurra. El bórax también se usa mezclado con agua como fundente cuando se sueldan metales de joyería como el oro o la plata, donde permite que la soldadura fundida humedezca el metal y fluya uniformemente en la unión. El bórax también es un buen fundente para &# 34;pre-estañado" tungsteno con zinc, lo que hace que el tungsteno se pueda soldar suavemente. El bórax se usa a menudo como fundente para la soldadura de forja.

Minería de oro a pequeña escala

Viejo tractor de vapor y carros de borax, Parque Nacional del Valle de la Muerte

En la minería de oro artesanal, el bórax a veces se usa como parte de un proceso conocido como el método del bórax (como fundente) destinado a eliminar la necesidad de mercurio tóxico en el proceso de extracción de oro, aunque no puede reemplazar directamente al mercurio. Según los informes, el bórax fue utilizado por los mineros de oro en partes de Filipinas en el siglo XX. Existe evidencia de que, además de reducir el impacto ambiental, este método logra una mejor recuperación de oro para los minerales adecuados y es menos costoso. Este método de bórax se usa en el norte de Luzón en Filipinas, pero los mineros se han mostrado reacios a adoptarlo en otros lugares por razones que no se comprenden bien. El método también ha sido promovido en Bolivia y Tanzania.

Flubber

Un polímero gomoso a veces llamado Slime, Flubber, "pegamento" o 'glurch' (o erróneamente llamado Silly Putty, que se basa en polímeros de silicona), se puede hacer mediante la reticulación de alcohol polivinílico con bórax. Hacer flubber a partir de pegamentos a base de acetato de polivinilo, como Elmer's Glue, y bórax es una demostración científica elemental común.

Aditivo alimentario

El bórax, con el número E E285, se usa como aditivo alimentario, pero está prohibido en algunos países, como Australia, China, Tailandia y los Estados Unidos. Como consecuencia, ciertos alimentos, como el caviar, producidos para la venta en los Estados Unidos contienen niveles más altos de sal para ayudar a su conservación.

Además de su uso como conservante, el bórax imparte una textura firme y gomosa a los alimentos. En China, bórax (chino: 硼砂; pinyin: péng shā o chino: 月石; pinyin: yuè shí) se ha encontrado en alimentos que incluyen fideos de trigo y arroz llamados lamian (Chino: 拉面; pinyin: lāmiàn), shahe fen (chino: 沙河粉; pinyin: shāhéfěn), char kway teow (chino: 粿條; pinyin: guǒ tiáo ) y chee cheong fun (chino: 肠粉; pinyin: chángfěn) En Indonesia, es un aditivo común, pero prohibido, para alimentos como fideos, bakso (albóndigas) y arroz al vapor.

Cuando se consume con ácido bórico, numerosos estudios han demostrado una asociación negativa entre el bórax y varios tipos de cáncer. El ácido bórico y el bórax tienen baja toxicidad para exposiciones orales agudas, aproximadamente con la misma toxicidad aguda que la sal. La dosis media para los casos de ingestión asintomática, que supone el 88% de todas las ingestiones, es de unos 0,9 gramos. Sin embargo, el rango de dosis asintomáticas notificadas es amplio, de 0,01 a 88,8 g.

Otros usos

Río Tinto borax mine pit, Boron, California

• Ingrediente en esmaltes
• Componente de vidrio, cerámica y cerámica
• Utilizado como aditivo en los deslizamientos de cerámica y los acristalamientos para mejorar en forma húmeda, verdor y bisque
• Incendio retardante
• Compuesto antifúngico para aislamiento de celulosa
• Mothproofing 10% solución para lana
• Pulverizado para la prevención de plagas obstinadas (p. ej. cucarachas alemanas) en armarios, tubos y cables, lagunas de revestimiento de pared y lugares inaccesibles donde los plaguicidas comunes son indeseables
• Precursor para el monohidrato de perboato de sodio que se utiliza en detergentes, así como para el ácido bórico y otros boratos
• Ingrediente de taqueo en adhesivos de caseína, almidón y dextrina
• Precursor para el ácido borico, un ingrediente tacificador en acetato de polivinilo, adhesivos basados en alcohol de polivinilo
• Para hacer tinta indeleble para plumas dip disolviendo shellac en borax calentado
• Agente curativo para pieles de serpiente
• Curadora para huevos de salmón, para uso en pesca deportiva para salmón
• Piscina agente de amortiguación para controlar pH
• Absorbedor de neutrones, se utilizan en reactores nucleares y piscinas de combustible gastadas para controlar la reactividad y para apagar una reacción en cadena nuclear
• Como fertilizante de micronutrientes para corregir suelos deficientes de hierro
• Preservativo en taxidermia
• Para colorear fuegos con un tinte verde
• Tradicionalmente utilizado para cubrir carnes secas como jamones para mejorar la apariencia y desalentar moscas
• Usado por herreros en forja soldadura
• Usado como flujo para fundir metales y aleaciones en fundición para sacar impurezas y prevenir la oxidación
• Usado como tratamiento de la madera (diluido en agua)
• En la física de partículas como aditivo a la emulsión nuclear, para extender la vida de imagen latente de las pistas de partículas cargadas. La primera observación del pión, que recibió el Premio Nobel de 1950, utilizó este tipo de emulsión.

Toxicidad

El bórax, tetraborato de sodio decahidratado, según un estudio, no es muy tóxico. Su puntaje LD50 (dosis letal media) se prueba en 2,66 g/kg en ratas, lo que significa que se necesita una dosis significativa de la sustancia química para causar síntomas graves o la muerte. La dosis letal no es necesariamente la misma para los humanos. En los sitios web de información sobre pesticidas, aparece como un compuesto no letal y sin preocupaciones peligrosas.

El bórax se ha utilizado como insecticida en los Estados Unidos con varias restricciones desde 1946. Todas las restricciones se eliminaron en febrero de 1986 debido a la baja toxicidad del bórax, como se informó en dos documentos de la EPA relacionados con el ácido bórico y el bórax.

La EPA ha determinado que, debido a que son de baja toxicidad y ocurren naturalmente, el ácido hídrico y sus sales de sodio deben estar exentos del requisito de tolerancia (límite máximo de residuos) para todos los productos agrícolas brutos.

Aunque citó datos no concluyentes, una reevaluación realizada en 2006 por la EPA encontró que "no se observaron signos de toxicidad durante el estudio ni evidencia de citotoxicidad en el órgano objetivo". En la reevaluación, se verificó un estudio de toxicidad debido a la sobreexposición y los hallazgos fueron que "Los riesgos de inhalación del manipulador residencial debido al ácido bórico y sus sales de sodio como ingredientes activos no son una preocupación de riesgo y no exceden el nivel de preocupación..." pero que podría haber cierto riesgo de irritación para los niños al inhalarlo si se usa como polvo para limpiar alfombras.

El tetraborato de sodio decahidratado no tiene problemas de peligro conocidos.

La sobreexposición al polvo de bórax puede causar irritación respiratoria, mientras que no se sabe que exista irritación de la piel debido a la exposición externa al bórax. La ingestión puede causar molestias gastrointestinales que incluyen náuseas, vómitos persistentes, dolor abdominal y diarrea. Los efectos sobre el sistema vascular y el cerebro humano incluyen dolores de cabeza y letargo, pero son menos frecuentes. En casos severos, un "carnoso" Se ha producido una erupción roja que afecta las palmas de las manos, las plantas de los pies, las nalgas y el escroto.

Posible cancerígeno

La Dirección de Protección al Consumidor de Indonesia advierte sobre el riesgo de cáncer de hígado con un alto consumo de bórax durante un período de 5 a 10 años.

Riesgo para la fertilidad y el embarazo

El bórax se agregó a la lista de sustancias candidatas de sustancias altamente preocupantes (SVHC) el 16 de diciembre de 2010. La lista de sustancias candidatas SVHC es parte de las Regulaciones de la UE sobre el registro, evaluación, autorización y restricción de productos químicos de 2006 (REACH), y la adición se basó en la clasificación revisada del bórax como tóxico para la reproducción categoría 1B según el Reglamento CLP. Las sustancias y mezclas importadas a la UE que contienen bórax ahora deben etiquetarse con las advertencias "Puede dañar la fertilidad" y "Puede dañar al feto". La ECHA propuso su incorporación al Anexo XIV de REACH el 1 de julio de 2015. Si se aprueba esta recomendación, todas las importaciones y usos de bórax en la UE deberán ser autorizados por la ECHA.

Una revisión de la toxicidad del boro (como ácido bórico y boratos) publicada en 2012 en el Journal of Toxicology and Environmental Health concluyó: "Parece claramente que la exposición humana al B [boro], incluso en las cohortes más expuestas, son demasiado bajas para alcanzar las concentraciones en sangre (y tejido diana) que serían necesarias para ejercer efectos adversos sobre las funciones reproductivas."

Un borrador de evaluación de riesgos publicado por Health Canada en julio de 2016 encontró que la sobreexposición al ácido bórico tiene el potencial de causar efectos en la salud reproductiva y del desarrollo. Dado que las personas ya están expuestas al ácido bórico de forma natural a través de sus dietas y agua, Health Canada aconsejó que la exposición de otras fuentes se reduzca tanto como sea posible, especialmente para niños y mujeres embarazadas. La preocupación no es con un solo producto, sino con exposiciones múltiples de una variedad de fuentes. Con esto en mente, el departamento también anunció que se cancelarán los registros de ciertos pesticidas que contienen ácido bórico, que se usan comúnmente en los hogares, y se eliminarán gradualmente del mercado. Además, se están introduciendo nuevas instrucciones de etiqueta más protectoras para otros pesticidas de ácido bórico que continúan registrados en Canadá (por ejemplo, estaciones de cebo cerradas y tratamientos localizados que usan formulaciones de gel).