Бораты

Бора́ты — соли борных кислот: метаборной НВО2, ортоборной Н3ВО3 и не выделенных в свободном состоянии полиборных Н3m-2n Вm O3m-n. По числу атомов бора в молекуле делятся на моно-, ди-, тетра-, гексабораты и т.д. Структуры боратов включают борокислородные группировки (блоки), содержащие от 1 до 6, а иногда и 9 атомов бора.
Щелочные и другие металлы со степенью окисления + 1, а также аммоний образуют чаще всего гидратированные и безводные метабораты типа МeВО2, тетрабораты Мe2В4О7, пентабораты МeВ5О8, а также декабораты Мe4В10О17.2О. Щелочно-земельные и другие металлы со степенью окисления +2 дают обычно гидратированные метабораты, трибораты Мe2В6О11 и гексабораты МeВ6О10, а также безводные мета-, орто- и тетрабораты. Для металлов со степенью окисления + 3 характерны гидратированные и безводные ортобораты МeВО3. Известно большое число смешанных боратов, напр. октабораты Мe1Мe2В8О11. nН2О, (где Мe1 и Мe2— металлы со степенью окисления 1+ и 2+ соответственно), а также бораты с включением других анионов — гетерополибораты, из которых наиболее важны соединения типа борацита Мe37O13)Х (где Мe3 — металл со степенью окисления 3+, а Х — анион (галоген, ОН-, NO2- и др.)).
Бораты — бесцветные аморфные вещества или кристаллы (в основном с низкосимметричной структурой, моноклинной или ромбической). Для безводных боратов температуры плавления находятся в интервале от 500 до 2000 °С; наиболее высокоплавки метабораты щелочных и орто- и метабораты щелочно-земельных металлов. Большинство боратов при охлаждении их расплавов легко образует стекла. Твердость гидратированных боратов по шкале Мооса 2-5, безводных — до 9.
Бораты щелочных металлов и аммония растворимы в воде (особенно мета- и пентабораты), в водных растворах гидролизуются (растворы имеют щелочную реакцию). Большинство боратов легко разлагается кислотами, в некоторых случаях при действии углекислого газа и диоксида серы. Бораты щелочно-земельных и тяжелых металлов взаимодействуют с растворами щелочей, карбонатов и гидрокарбонатов щелочных металлов. Безводные бораты химически более стойки, чем гидратированные. С некоторыми спиртами, в частности с глицерином, бораты образуют растворимые в воде комплексы. При действии сильных окислителей, в частности перекиси водорода, или при электрохимическом окислении бораты превращаются в пероксобораты.
Известно около 100 природных боратов, являющихся в основном солями натрия, магния, кальция и железа.
Гидратированные бораты получают: нейтрализацией борной кислоты оксидами, гидроксидами или карбонатами металлов; обменными реакциями боратов щелочных металлов, чаще всего натрия, с солями других металлов; реакцией взаимного превращения малорастворимых боратов с водными растворами боратов щелочных металлов; гидротермальными процессами с использованием галогенидов щелочных металлов в качестве минерализующих добавок. Безводные бораты получают сплавлением или спеканием с оксидами или карбонатами металлов или обезвоживанием гидратов; монокристаллы выращивают в растворах боратов в расплавленных оксидах, например оксиде висмута.
Бораты используют: для получения других соединений бора; как компоненты шихты при производстве стекол, глазурей, эмалей, керамики; для огнестойких покрытий и пропиток; как компоненты флюсов для рафинирования, сварки и пайки металлов; в качестве пигментов и наполнителей лакокрасочных материалов; как протравы при крашении, ингибиторы коррозии, компоненты электролитов, люминофоров и др. Наибольшее применение находят бура и бораты кальция. В лабораторной практике с помощью боратов готовят буферные системы. Метаборат свинца применяют при изготовлении экранов, защищающих от радиоактивного излучения.
Бораты малотоксичны. ПДК в питьевой воде 1 мг/л в пересчете на B2O3.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика