5 B  
 
10,811
Таблица
<<=       =>>
v
 



Бура (от арабского "бюрак" – белый), природный минерал.

Поделиться в


Порошок аморфного бора

Горение борнометилового эфира (белый дым - оксид бора)
 
 
Подробнее, (для любителей немецкого языка):
Строительство дома по материалам кайзер-крафт.рф.

№5 Бор

История открытия:

С древности людям было известно природное соединение бора, минерал бура (лат. borax). Оно находило применение при выделке кож, для приготовления глазурей и стекол, как флюс в ювелирном деле. В начале 18 века голландский алхимик Вильгельм Гомберг, нагревая буру с серной кислотой, получил вещества, называемые сейчас борной кислотой и борным ангидридом (оксид бора B2O3).
В 1808 году почти одновременно французские химики Л.Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар и английский химик Г. Дэви прокаливанием борного ангидрида с металлическим калием, получили новое простое вещество, которое по природному минералу получило название Бор. В английском языке сохранилось название Boron, которое дал новому элементу Дэви.

Нахождение в природе и получение:

Природный бор состоит из двух стабильных изотопов - 10B (18,9%) и 11B (81,1%).
Содержание бора в земной коре 1·10-3% по массе (28 место), в воде океанов 4,4·10-4% (4,4 мг/л). Выше содержание бора в воде и в донных осадках некоторых озер (особенно горьких). Важнейшие минералы: боросиликаты, напр. данбурит CaB2Si2O8, бура - Na2B4O7·10H2O, тетраборат натрия, кернит - Na2B4O7·4H2O, сассолин (борная кислота) - H3BO3.
Из природных минералов получают борный ангидрид или тетраборат натрия, которые затем восстанавливают металлотермией: B2O3 + 3Mg = 3MgO + 2B, или 2Na2B4O7 + 3Na = B + 7NaBO2.
Бор высокой степени чистоты, необходимый для производства полупроводников, получают пиролизом бороводородов (B2H6) или разложением бромида бора на раскаленной (1000-1200°C) вольфрамовой проволоке в присутствии водорода. 2BBr3 + 3H2 = 2B + 3HBr.

Физические свойства:

Простое вещество бор имеет несколько аллотропных модификаций отличающихся по свойствам и цвету - от практически бесцветного (очень чистый кристаллический бор) до красноватого или темного порошка (аморфный бор). Кристаллический бор - это тугоплавкие (Тпл=2074 и Ткип=3658°С) очень твердые (из простых веществ уступают лишь алмазу) кристаллы, обычно серо-черного цвета, полупроводник.

Химические свойства:

Химически бор довольно инертен и при комнатной температуре взаимодействует только с фтором. При нагревании бор реагирует с другими галогенами с образованием тригалогенидов, с азотом образует нитрид бора BN, с фосфором - фосфид BP, с углеродом - карбиды различного состава (B4C, B12C3). При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты, образуется оксид.
Окислительные свойства бор проявляет образуя бориды в реакции с активными металлами (при нагревании), например Mg3B2. C водородом бор напрямую не взаимодействует.
При отсутствии окислителей бор устойчив к действию растворов щелочей и кислот. Горячей азотной, серной кислотой и царской водкой бор окисляется с образованием борной кислоты.
По многим физическим и химическим свойствам бор напоминает кремний (диагональное сходство в таблице Менделеева).

Важнейшие соединения:

Оксид бора, B2O3 - бесцветная стекловидная масса, кислотный оксид, реагирует с водой с образованием сначала мета- затем ортоборной кислоты. При сплавлении с оксидами металлов образует бораты.

Борная кислота - H3BO3 - (ортоборная) - бесцв. кристаллы, очень слабая одноосновная к-та, за счет равновесия в растворе: H3BO3 + H2O <=> H+ + [B(OH)4]-
При реакции со щелочами образует соли полиборных кислот (обычно тетрабораты), или метаборной:
4H3BO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + 7Н2О;     H3BO3 + NaOH = NaBO2 + 2Н2О.
При нагревании теряет воду превращаясь в метаборную (HBO2), затем в тетраборную (H2B4O7) кислоты, и, в итоге, в оксид бора.
Реагирует со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты, образуя легколетучие эфиры:
H3BO3 + 3 С2H5OH = B(OС2H5)3 + 3Н2О
При поджигании эти эфиры горят зеленым пламенем, что является качественной реакцией на соли борной кислоты.

Тетраборат натрия Na2B4O7 - (бура безводная), Na2B4O7*5Н2О (бура ювелирная) Na2B4O7*10Н2О (бура) бесцветные кристаллические вещества, растворяются в воде образуя, вследствие гидролиза, сильно щелочной раствор. При сплавлении с оксидами многих металлов образует характерно окрашенные стекла метаборатов, что используется в анализе: Na2B4O7 + CoO = 2NaBO2 + Co(BO2)2 (синий)

Пероксоборат натрия Na[B2(O2)2(OH)4]2 (перборат). Окислитель за счет перекисных мостиков, действующее вещество отбеливателей, «не содержащие хлор» («персиль», «персоль» и др.).

Бороводороды BxHy, (бораны): соединения бора с водородом, ядовитые в-ва с неприятным запахом: B2H6 и B4H10 - газы, B5H9 - жидкость, B10H14 тв. и другие. Получают при реакции боридов с кислотами, например:
Mg3B2 + 6HCl = B2H6 + 3MgCl2
Способны самовоспламеняться на воздухе и сгорать с выделением большого количества энергии

Применение:

Бор находит применение в виде добавки при получении коррозионно устойчивых и жаропрочных сплавов, а также для борирования поверхностного слоя металлов, что также повышает их механические и антикоррозийные свойства. В виде волокон бор служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов.

Бор-10 обладает способностью поглощать нейтроны: 105B + 10 n = 42He + 73Li. Поэтому бор и особенно его сплавы применяют в виде поглощающих нейтроны материалов при изготовлении регулирующих стержней, замедляющих или прекращающих реакции деления в ядерных реакторах. Это свойство используют и в медицине при бор-нейтронозахватной терапии (способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей).

Бор и его соединения - нитрид BN, карбид B4C3, фосфид ВР и другие - применяют как диэлектрики и полупроводниковые материалы. Соединения бора используют при производстве стекол (боросиликатные стекла), эмалей, глазурей, металлургических флюсов, а также при производстве моющих средств.

Бор — важный микроэлемент, необходимый для нормальной жизнедеятельности растений, дефицит бора в почве устраняют, применяя борные микроудобрения (борная кислота, бура и другие).
Роль бора в организмах животных и человека не выяснена.

Хусаинова Т.Р.
ТюмГУ, 501 группа, 2013 г.


Источники: БОР (химический элемент)/Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия URL: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=617052 (дата обращения: 1.06.2013).
Бор (элемент) // Википедия. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=55009882 (дата обращения: 1.06.2013)
.
КонТрен – Химия для школьников, студентов, учителей ...
подготовка к экзаменам и олимпиадам