Натрия бораты

НАТРИЯ БОРАТЫ, натриевые соли к-т бора. Св-ва безводных натрия боратов и их гидратов приведены соотв. в табл. 1 и 2. Среди безводных натрия боратов известны также Na₃BO₃, Na₄B₂O₅, Na₆B₄O₉ и др., среди гидратов-Na₂B₅O₇(OH)₃^.2H₂O (минерал эцкуррит), Na₂B₅O₈ (ОН)^.2Н₂O (минерал насинит), Na₄B₁₀O₁₆(OH)₂^.2Н₂О (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 x х 10Н₂О (минерал бура, или тинкал) имеет строение Na₂ [В₄О₅(ОН)₄]^.8Н₂О; в сухом воздухе постепенно выветривается; т. пл. 60,8 °С (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] x х 3Н₂О; гигроскопичен; при поглощении влаги из воздуха превращ. в декагидрат, при нагр. до 136°С-в тетра-гидрат Na₂B₄O₇^.4H₂O (минерал кернит). Тетрагидрат имеет строение Na, [В₄О₆(ОН)₂]^.3Н₂О; из водных р-ров кристаллизуется выше ~60°С. При нагр. до 161 °С тетрагидрат превращ. в д и г и д р а т (минерал метакернит), имеющий строение Na₂ [В₄О₅ (ОН)₄], при 260 °С- в аморфный м о н о г и д р а т, при 380 °С полностью обезвоживается, давая безводный стеклообразный Na₂B₄O₇, к-рый 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 °С; т. кип. 1575 °С (пары обеднены В₂О₃); при охлаждении расплав легко образует стекла с плотн. 2,36 г/см³; в присут. паров воды испаряется в виде NaBO₂ + НВО₂; расплав легко растворяет оксиды металлов; гигроскопичен, р-римость в воде 3,1% (25 °С), 9,5% (50 °С). Водные р-ры Na₂B₄O₇ обладают буферными св-вами. Р-римость Na₂B₄O₇ при 25 ^oС в этаноле-0,05%, ацетоне-0,006%, не раств. в диэтиловом эфире, глицерине, в метаноле раств. с образованием борорг. соединений.

Получают Na₂B₄O₇^.10Н₂О перекристаллизацией прир. буры или кернита, взаимод. прир. боратов - боронатрокаль-цита, ашарита и т.п. (см. Бораты неорганические)-с Na₂CO₃ и NaHCO₃ при нагр., действием Na₂CO₃ на Н₃ВО₃, СО₂ на р-р NaBO₂. Бура-сырье для получения Н₃ВО₃ и др. соед. В; компонент флюсов для сварки и пайки металлов, шихты для глазурей, эмалей, стекла и керамики, моющих ср-в, электролитов для осаждения Ni и др. металлов; протрава при крашении, антисептик, консервирующее ср-во для обработки кож, пропитки древесины; микрокомпонент удобрений; реагент при получении гербицидов, ингибиторов коррозии, антифризов, изоляц. материалов, крахмала и клеев. Мировое произ-во 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 р-ров (содержащих небольшой избыток NaOH) в виде гидратов с 4 (ниже 58 °С) или с 2 (58-112 ^oС) молекулами воды; в интервале от 112°С до т-ры кипения насыщ. р-ра (120,2 °С) кристаллизуется NaBO₂^.0,5H₂O, к-рый обезвоживается при 306 °С. 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 °С; испаряется без разложения; т. кип. 1434°С; р-римость в воде 20,2% (20 °С), 39% (60 °С), 55% (100 °С), легко образует пересыщ. р-ры; не гигроскопичен; р-римость в этиленглико-ле 6,98% (25 °С), в этаноле и эфире не растворяется. Получают NaBO₂^.4H₂O действием NaOH на Na₂B₄O₇ или Na₂CO₃ на Са(ВО₂)₂. Используют как исходное в-во 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

* N_p, 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 р-ров в виде п е н т а г и д р а т а (минерал сборгит), имеющего строение Na [B₅O₆ (ОН)₄]•3Н₂О; при нагр. в водном р-ре он превращ. при 106°С в т е т р а г и д р а т, а при нагр. на воздухе при 117°С-в д и г и д р а т. Последний при 308°С переходит в м о н о г и д р а т, к-рый обезвоживается при 350 °С; р-римость пентабората в воде (для безводной соли) 10,6% (20 °С), 21,8% (50 °С), 50,3% (100 °С); т. кип. насыщ. р-ра 109,6 °С; не раств. в спирте. Получают NaB₅O₈^.5H₂O взаимод. Na₂B₄O₇ с В₂О₃ или Н₃ВО₃ или бората Са с Na₂CO₃ и СО₂. 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.