Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Тетраборат натрия

.doc
Скачиваний:
144
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
81.41 Кб
Скачать
  1. Общие сведения.

Формула:

Na2B4O7

Термин «Бура» применяют по отношению к нескольким близким веществам: она может существовать в безводной форме, в природе чаще встречается в виде пятиводного или десятиводного кристаллогидрата:

  • Безводная бура (Na2B4O7)

  • Пентагидрат (Na2B4O7·5H2O)

  • Декагидрат (Na2B4O7·10H2O)

Однако наиболее часто слово бура относят к соединению Na2B4O7·10H2O.

Тетраборат натрия (Бура) встречается в солевых отложениях, образованных при испарении сезонных озёр 

Бура́ (декагидрат тетрабората натрия, Na2B4O7 · 10H2O) — прозрачные кристаллы, при нагревании до 400 °C полностью теряют воду. В воде бурагидролизуется, ее водный раствор имеет щелочную реакцию. С оксидами многих металлов бура при нагревани образует окрашенные соединения — бораты («перлы буры»). 

  1. Получение.

Способы получения буры сохранялись в строжайшей тайне, их не знали даже европейские алхимики.

Тем не менее, алхимики отличали буру от соды, хотя как именно они это делали, неизвестно: ведь оба вещества схожи в том, что дают щелочную среду при растворении в воде и поэтому вытесняют аммиак из хлорида аммония.

Щелочная реакция раствора тетрабората натрия обусловлена тем, что в водном растворе протекает реакция гидролиза c образованием в растворе борной кислоты B(OH) 3:

Na2B4O7 = 2Na+ + B4O72– ;

B4O72– + 7H2O 2OH  + 4B(OH)3,

а выделение аммиака при взаимодействии с NH4Cl отвечает уравнению:

Na2B4O7 + 2NH4Cl + H2O = 2NH3 + 2NaCl + 4B(OH) 3

Хотя в 16–17 вв. химики не имели представления о точном составе получаемых и используемых ими веществ, а об их свойствах судили по самым примитивным признакам, вроде пробы на вкус, им удавалось иногда сделать замечательные открытия. Так, голландский алхимик Вильгельм Гомберг, нагревая буру с серной кислотой H2SO4, выделил борную кислоту B(OH)3.

При этом протекала реакция:

Na2B4O7·10H2O + H2SO4 = B(OH)3 + Na2SO4 + 5H2O

А в 1751 Анри Дюамель де Монсо установил, что в составе буры, как и в составе соды, содержится элемент «натр»... Можно только догадываться, как именно за три тысячи лет до нашей эры люди натолкнулись на буру. Возможно, индус-паломник, отдыхая на берегу озера, бросил в костер кусок неведомого белого вещества и заметил, что пламя стало зеленым, а вещество оплавилось и стало похоже на стекло. Позже, вероятно, обнаружили, что бура, как и сода, помогает отстирывать одежду от грязи (мыла еще не было). Постепенно люди научились использовать буру для дубления кож, в производстве стекла и глазурей, наконец, как лекарство – антисептик для промывания горла.

  1. Качественный анализ.

    1. Аналитические реакции на катион натрия.

1. Реакция с ацетатом диоксоуран(VI)цинка Zn(UO2)3(CH3COO)8 c образованием жёлтого кристаллического осадка (фармакопейная реакция - ГФ) или жёлтых кристаллов тетра- и октаэдрической формы, нерастворимых в уксусной кислоте (МКС). Для повышения чувствительности реакции следует нагреть исследуемую смесь на предметном стекле.

NaCl + Zn(UO2)3(CH3COO)8 + CH3COOН + 9 H2O

NaZn(UO2)3(CH3COO)9 · 9 H2O + HCl

Мешающие ионы: избыток ионов K+, катионы тяжёлых металлов (Hg22+, Hg2+, Sn2+, Sb3+, Bi3+, Fe3+ и др.). Реакция используется как дробная после удаления мешающих катионов.

2. Окрашивание бесцветного пламени горелки в жёлтый цвет (ГФ).

3. Реакция с пикриновой кислотой с образованием кристаллов пикрата натрия жёлтого цвета игольчатой формы, исходящих из одной точки (МКС).

Error: Reference source not found

Реакция используется как дробная только в отсутствие мешающих ионов (K+, NH4+, Ag+).

4. Реакция с гексагидроксостибатом(V) калия K[Sb(OH)6] с образованием белого кристаллического осадка, растворимого в щелочах.

NaCl + K[Sb(OH)6] Na[Sb(OH)6] + KCl

Условия проведения реакции: а) достаточная концентрация Na+; б) нейтральная реакция раствора; в) проведение реакции на холоду; г) потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки. Мешающие ионы: NH4+, Mg2+ и др.

В кислой среде реагент разрушается с образованием белого аморфного осадка метасурьмяной кислоты HSbO3.

K[Sb(OH)6] + HCl KCl + H3SbO4 + 2 H2O

H3SbO4 HSbO3 + H2O

    1. Аналитические реакции на -ион.

1. С групповым реагентом BaCl2 + CaCl2

2. С куркумовой бумагой (ГФ).

Куркумовая бумага, смоченная раствором тетрабората натрия (или ортоборной кислоты) и несколькими каплями разбавленной хлороводородной кислоты, окрашивается при высушивании в розовый цвет, переходящий в зеленовато-чёрный при дальнейшем смачивании бумаги раствором аммиака. Мешают анионы-окислители, обесцвечивающие куркумовую бумагу.

3. Реакция этерификации с этиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты.

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O Na2SO4 + 4 H3BO3

H3BO3 + 3 C2H5OH B(OC2H5)3 + 3 H2O

Методика: 0,2 г борной кислоты (или тетрабората натрия) помещают в фарфоровую чашку. Для дробного открытия выпаривают досуха 1 см3 испытуемого раствора в фарфоровой чашке, прибавляют 1 см3 концентрированной серной кислоты, 3 см3 этанола и перемешивают. При зажигании смесь горит пламенем, окаймленным зелёным цветом. Выполнению реакции мешают хлорид-, бромид-, иодид-ионы. Их удаляют выпариванием с серной кислотой до появления "белого дыма".

  1. Количественный анализ.

Стандартизация 0,1 М раствора хлороводородной кислоты

по стандартному раствору тетрабората натрия (способ пипетирования)

Na2B4O7 + 2 HCl + 5 H2O = 2 NaCl + 4 H3BO3

М (Na2B4O710H2O) = 381, 37г/моль

А. Приготовление стандартного 0,1 М раствора тетрабората натрия Методика приготовления титрованного раствора по точной навеске приведена в таблице «Способы приготовления титрованных растворов» (тетраборат натрия растворяют в горячей воде) см. табл. 1 стр. 21.

Поправочный коэффициент раствора КП рассчитывают по формуле:

а пр – практическая навеска тетрабората натрия, г

а теор – навеска теоретическая тетрабората натрия, г.

Б. Установка КП 0,1 М раствора хлороводородной кислоты

Методика: Точно отмеривают пипеткой 10-15 см3 стандартного раствора тетрабората натрия в колбу для титрования, прибавляют 1-2 капли раствора метилового оранжевого и титруют 0,1 М раствором хлороводородной кислоты до перехода жёлтой окраски в розовато-оранжевую.

Здесь и далее расчёт КП раствора с точностью до четвёртого знака после запятой, исходя из основного уравнения титриметрического анализа, производят по среднему значению из трёх параллельных титрований

  1. Применение.

  1. в производстве эмалей, глазурей, оптических и цветных стекол;

  2. при пайке в качестве флюса;

  3. в бумажной и фармацевтической промышленности;

  4. как дезинфицирующее и консервирующее средство;

  5. в аналитической химии:

    1. как стандартное вещество для определения концентрации растворов кислот;

    2. для качественного определения оксидов металлов (по цвету перлов);

  6. в фотографии — в составе медленно действующих проявителей в качестве слабого ускоряющего вещества;[1]

  7. Компонент моющих средств;

  8. Компонент косметики;

  9. Сырьё для получения бора.

  1. Список литературы.

  1. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. Москва, 1972;

  2. Методическое указание «Инструментальные методы анализа», Пермь, 2004;

  3. Методическое указание «Качественный химический анализ», Пермь, 2003;

  4. Методическое указание «Количественный химический анализ», Пермь, 2004;

  5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник, Ленинград, 1991.