натрия бораты

НАТРИЯ БОРАТЫ

натриевые соли кислот бора. Свойства безводных Н.б. и их гидратов приведены соотв. в табл. 1 и 2. Среди безводных Н.б. известны также Na₃BO₃, Na₄B₂O₅, Na₆B₄O₉ и др., среди гидратов-Na₂B₅O₇(OH)₃∙2H₂O (минерал эцкуррит), Na₂B₅O₈ (ОН)∙2H₂O (минерал насинит), Na₄B₁₀O₁₆(OH)₂∙2H₂O (минерал бирингучит) и др.

Д е к а г и д р а т т е т р а б о р а т а н а т р и я Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O (минерал бура, или тинкал) имеет строение Na₂ [В₄O₅(OH)₄]∙8H₂O; в сухом воздухе постепенно выветривается; т. пл. 60,8 °C (инконгруэнтно, с образованием тетрагидрата). При нагр. на воздухе декагидрат переходит в метастабильный п е н т а г и д р а т Na₂B₄O₇∙5H₂O (минерал тинкалконит), имеющий строение Na₂ [B₄O₅(OH)₄] • 3H₂O; гигроскопичен; при поглощении влаги из воздуха превращ. в декагидрат, при нагр. до 136 °C — в тетра-гидрат Na₂B₄O₇∙4H₂O (минерал кернит). Тетрагидрат имеет строение Na, [В₄O₆(OH)₂]∙3H₂O; из водных растворов кристаллизуется выше ~60 °C. При нагр. до 161 °C тетрагидрат превращ. в д и г и д р а т (минерал метакернит), имеющий строение Na₂ [В₄O₅ (OH)₄], при 260 °C — в аморфный м о н о г и д р а т, при 380 °C полностью обезвоживается, давая безводный стеклообразный Na₂B₄O₇, который постепенно кристаллизуется.

Т е т р а б о р а т Na₂B₄O₇ имеет метастабильные b (ромбическая) и g (моноклинная) модификации с т. пл. соотв. 664 и 710 °C; т. кип. 1575 °C (пары обеднены В₂O₃); при охлаждении расплав легко образует стекла с плотн. 2,36 г/см³; в присутствии паров воды испаряется в виде NaBO₂ + HBO₂; расплав легко растворяет оксиды металлов; гигроскопичен, растворимость в воде 3,1% (25 °C), 9,5% (50 °C). Водные растворы Na₂B₄O₇ обладают буферными свойствами. Растворимость Na₂B₄O₇ при 25 °C в этаноле-0,05%, ацетоне-0,006%, не раств. в диэтиловом эфире, глицерине, в метаноле раств. с образованием борорг. соединений.

Получают Na₂B₄O₇∙10H₂O перекристаллизацией прир. буры или кернита, взаимод. прир. боратов — боронатрокальцита, ашарита и т. п. (см. бораты неорганические) — с Na₂CO₃ и NaHCO₃ при нагр., действием Na₂CO₃ на H₃BO₃, CO₂ на раствор NaBO₂. Бура-сырье для получения H₃BO₃ и др. соед. В; компонент флюсов для сварки и пайки металлов, шихты для глазурей, эмалей, стекла и керамики, моющих средств, электролитов для осаждения Ni и др. металлов; протрава при крашении, антисептик, консервирующее средство для обработки кож, пропитки древесины; микрокомпонент удобрений; реагент при получении гербицидов, ингибиторов коррозии, антифризов, изоляц. материалов, крахмала и клеев. Мировое производство 1,5 млн. т/год (1977).

М е т а б о р а т н а т р и я NaBO₂ кристаллизуется из водных растворов (содержащих небольшой избыток NaOH) в виде гидратов с 4 (ниже 58 °C) или с 2 (58–112 °C) молекулами воды; в интервале от 112 °C до температуры кипения насыщ. раствора (120,2 °C) кристаллизуется NaBO₂∙0,5H₂O, который обезвоживается при 306 °C. Известны также моногидрат и гидрат Na₃[B₃O₅(OH)₂]. Т е т р а г и д р а т NaBO₂∙4H₂O образует кристаллы триклинной сингонии с плотн. 1,743 г/см³; N_p = 1,443, N_m = 1,467, N_g = 1,480. Для безводного NaBO₂ известна также метастабильная модификация с т. пл. 934 °C; испаряется без разложения; т. кип. 1434 °C; растворимость в воде 20,2% (20 °C), 39% (60 °C), 55% (100 °C), легко образует пересыщ. растворы; не гигроскопичен; растворимость в этиленгликоле 6,98% (25 °C), в этаноле и эфире не растворяется. Получают NaBO₂∙4H₂O действием NaOH на Na₂B₄O₇ или Na₂CO₃ на Са(BO₂)₂. Используют как исходное вещество для получения пербората Na и др. соед. В, боросиликатных стекол, как компонент гербицидов и антифризов. Гидраты Na₂B₄O₇ и NaBO₂, а также вяжущие материалы из них перспективны для защиты от нейтронного излучения.

^{Табл. 1 — ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЗВОДНЫХ БОРАТОВ НАТРИЯ}

_{* Np}, N_m и N_g-соотв. меньший, средний и больший показатели преломления.

^{Табл. 2 — ХАРАКТЕРИСТИКА КРИСТАЛЛОГИДРАТОВ БОРАТОВ НАТРИЯ}

П е н т а б о р а т NaB₅O₈ кристаллизуется из водных растворов в виде п е н т а г и д р а т а (минерал сборгит), имеющего строение Na [B₅O₆ (OH)₄]•3H₂O; при нагр. в водном растворе он превращ. при 106 °C в т е т р а г и д р а т, а при нагр. на воздухе при 117 °C — в д и г и д р а т. Последний при 308 °C переходит в м о н о г и д р а т, который обезвоживается при 350 °C; растворимость пентабората в воде (для безводной соли) 10,6% (20 °C), 21,8% (50 °C), 50,3% (100 °C); т. кип. насыщ. раствора 109,6 °C; не раств. в спирте. Получают NaB₅O₈∙5H₂O взаимод. Na₂B₄O₇ с В₂O₃ или H₃BO₃ или бората Ca с Na₂CO₃ и CO₂. Используют для получения др. соед. В, как дефолиант для хлопка, гербицид, пропитку для огнестойких тканей, микрокомпонент удобрений.

^{Лит.: Ткачев К. В., П лышевский Ю. С., Технология неорганических соединений бора, Л., 1983.}

_{П. И. Федоров}