Ácido bórico

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Ácido bórico
Boric-acid-2D.png
Boric-acid-3D-vdW.png
Boric acid.jpg
Nombre (IUPAC) sistemático
Ácido trioxobórico (III)
General
Otros nombres Borato (III) de hidrógeno
Ácido ortobórico
Fórmula semidesarrollada B(OH)3
Fórmula estructural Ver imagen
Fórmula molecular H3BO3
Identificadores
Número CAS 10043-35-3[1]
ChEBI 33118
ChemSpider 7346
PubChem 7628
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia Blanco cristalino
Densidad 1435 kg/m3; 1,435 g/cm3
Masa molar 61,83 g/mol
Punto de fusión 442 K (169 °C)
Punto de ebullición 573 K (300 °C)
Propiedades químicas
Acidez 1=9,236; 2=19,74; 3=13,80 pKa
Termoquímica
ΔfH0gas -992.28 kJ/mol
ΔfH0sólido -1093.99 kJ/mol
S0gas, 1 bar 295.23 J·mol-1·K
Peligrosidad
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
1
0
0
Riesgos
Ingestión Tóxico. Vómitos y diarrea en pequeñas dosis, en dosis mayores puede ser fatal.
Inhalación Puede causar irritación.
Piel Puede causar irritación.
Ojos Puede causar irritación.
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El ácido bórico o ácido trioxobórico (III) es un compuesto químico, ligeramente ácido. Es usado como antiséptico, insecticida, retardante de la llama y precursor de otros compuestos químicos. Es usado también como agente tampón para regulación del pH. Es además usado como ingrediente en muchos abonos foliares y conservación de alimentos como el marisco aunque es ilegal su uso en la actualidad.

Existe en forma cristalina (polvo de cristales blancos) que se disuelve fácilmente en agua. Su fórmula química es H3BO3. La forma mineral de este compuesto se denomina sassolita. Comúnmente se utiliza para realizar baños pédicos.

Fuentes naturales y descubrimiento[editar]

El ácido libre se encuentra nativo en ciertos distritos volcánicos como la Toscana, la Islas Eolias y Nevada, emisión, mezcladas con vapor de agua, a partir de las fisuras en el suelo, sino que también se encuentra como componente de muchos minerales - bórax, boracita, boronatrocaicite y colemanita. La presencia de ácido bórico y sus sales se ha observado en el agua de mar. También existe en las plantas y, especialmente, en casi todos los frutos.[2]

El ácido bórico lo preparó por primera vez por Wilhelm Homberg (1652-1715) del bórax, por la acción de ácidos minerales, y se le dio el nombre de sal sedativum Hombergi ("sal sedante de Homberg"). Sin embargo boratos, incluido el ácido bórico, se han utilizado desde la época de los griegos para la limpieza, conservación de alimentos, y otras actividades.

Preparación[editar]

El ácido bórico se pueden preparar por reacción de bórax (tetraborato sódico decahidrato) con un ácido inorgánico, como el ácido clorhídrico:

Na2B4O7·10H2O + 2 HCl → 4 B(OH)3 [o H3BO3] + 2 NaCl + 5 H2O

También se forma como un subproducto de la hidrólisis de trihaluros de boro y diborano::[3]

B2H6 + 6 H2O → 2 B(OH)3 + 6 H2
BX3 + 3 H2O → B(OH)3 + 3 HX (X = Cl, Br, I)

Propiedades[editar]

El ácido bórico es soluble en agua en ebullición. Cuando se calienta por encima de 170 °C, se deshidrata, formando ácido metabórico (HBO2 ):

H3BO3 → HBO2 + H2O

El ácido metabórico es un sólido blanco, cristalino cúbico y es sólo ligeramente soluble en agua. Funde a aproximadamente 236 °C, y cuando se calienta por encima de aproximadamente 300 °C se deshidrata más, formando ácido tetrabórico o ácido pirobórico (H2B4O7):

4 HBO2 → H2B4O7 + H2O

El término ácido bórico a veces puede referirse a cualquiera de estos compuestos. El calentamiento adicional conduce a trióxido de boro.

H2B4O7 → 2 B2O3 + H2O

El ácido bórico no se disocia en solución acuosa como un ácido de Brønsted, pero es un ácido de Lewis que interactúa con las moléculas de agua para formar iones tetrahidroxiborato, como se confirma por espectroscopia Raman:[4]

B(OH)3 + H2O está en equilibrio con B(OH)
4
+ H+ (Ka = 5,8x10−10 mol/L; pKa = 9,24)

Se forman aniones poliborato a pH 7-10 si la concentración de boro es mayor que aproximadamente 0,025 mol/L. El más conocido de ellos es el ion tetraborato, que se encuentra en el mineral bórax:

4 B(OH)
4
+ 2 H+ está en equilibrio con B4O2−
7
+ 9 H2O

El ácido bórico hace una importante contribución a la absorción de sonido de baja frecuencia en el agua de mar.[5]

Usos[editar]

Medicina[editar]

El ácido bórico en polvo se suele vender en las farmacias sin receta médica; puede ser utilizado como un antiséptico para quemaduras leves o cortes y a veces se usa en aderezos o pomadas. También se aplica en una solución muy diluida para el lavado de ojos, para tratar algunos tipos de otitis externa (infección del oído) en seres humanos y animales o como una ducha vaginal para tratar la vaginosis bacteriana debido a la alcalinidad excesiva.[6] Como compuesto anti-bacteriano, el ácido bórico se puede utilizar como tratamiento para el acné, ademas sirve de prevención del pie de atleta, mediante la inserción de polvo en los calcetines o medias. Otro uso es como conservante en muestras de orina, en algunos países.

Soluciones de ácido bórico utilizado para lavado de ojos o en la piel erosionada son conocidos por ser especialmente tóxicos para los recién nacidos, especialmente después de un uso repetido, debido a la lenta velocidad de eliminación.[7]

Insecticida[editar]

El ácido bórico se registró por primera vez en los EE.UU. como insecticida en 1948 para el control de cucarachas, termitas, hormigas, pulgas, pececillos de plata, y muchos otros insectos. El producto es generalmente considerado como seguro para usar en cocinas domésticas para controlar las cucarachas y las hormigas.[8] Actúa como un veneno estomacal que afecta al metabolismo de los insectos, y el polvo seco es abrasivo para el exoesqueleto de los insectos.

Conservación[editar]

En combinación con su uso como insecticida, el ácido bórico también previene y destruye la podredumbre húmeda y seca existente en maderas. Se puede utilizar en combinación con un portador de glicol de etileno para tratar la madera exterior contra el ataque de hongos e insectos. Es posible comprar borato impregnados con varillas para la inserción en madera a través de agujeros de perforación donde se sabe que la humedad y la acumulación de humedad y sentarse. Está disponible en forma de gel y pasta inyectable para el tratamiento de putrefacción de la madera afectada sin la necesidad de reemplazar la madera. Tratamientos de base de concentrados de borato se pueden utilizar para prevenir la proliferación de mohos, algas y micelio, incluso en ambientes marinos.

El ácido bórico se añade a la sal en el curado de pieles de ganado vacuno, pieles de becerro y pieles de oveja. Esto ayuda a controlar el desarrollo de bacterias y a controlar los insectos.

Lubricación[editar]

Las suspensiones coloidales de nanopartículas de ácido bórico disuelto en aceite de petróleo o vegetal pueden formar un lubricante notable sobre superficies cerámicas o de metal[9] con un coeficiente de fricción de deslizamiento que disminuye con el aumento de la presión a un valor que va desde 0,10 hasta 0,02. Autolubricante H3BO3 películas resultan de una reacción química espontánea entre las moléculas de agua y B2O3 capas en un ambiente húmedo. En mayor escala, existe una relación inversa entre el coeficiente de fricción y la presión de contacto de Hertz inducida por la carga aplicada.

El ácido bórico se usa para lubricar los tableros de juego de carrom y de novuss, lo que permite un juego más rápido.[10]

La energía nuclear[editar]

El ácido bórico se utiliza en las centrales nucleares como un veneno neutrónico para ralentizar la velocidad a la que se está produciendo la fisión. Las reacciones de fisión en cadena son generalmente impulsado por la cantidad de neutrones presentes (como los productos de fisiones anteriores). El boro natural es 20% de boro-10 y aproximadamente 80% de boro-11. El boro-10 tiene una alta sección eficaz de absorción de neutrones a baja energía (térmica). Mediante la adición de ácido bórico a más del refrigerante del reactor que circula a través del reactor, la probabilidad de que un neutrón puede sobrevivir para causar la fisión se reduce. Por lo tanto, los cambios en la concentración de ácido bórico regulación eficaz de la tasa de fisión que tiene lugar en el reactor. Este método sólo se utiliza en reactores de agua presurizada (PWR). El boro también es disuelto en las piscinas de combustible gastado que contienen barras de uranio gastado. La concentración es lo suficientemente alta para mantener la multiplicación de neutrones al mínimo. El ácido bórico se vertió sobre Reactor 4 de la instalación nuclear de Chernobyl después del accidente para evitar que se produjera otra reacción.

Industrial[editar]

El principal uso industrial de ácido bórico es en la fabricación de monofilamento de fibra de vidrio normalmente se conoce como fibra de vidrio textil. La fibra de vidrio textil se utiliza para reforzar los plásticos en aplicaciones que van desde barcos, a tuberías industriales pasando por tableros de circuitos informáticos.[11]

En la industria de la joyería, el ácido bórico se utiliza a menudo en combinación con alcohol desnaturalizado para reducir la superficie de oxidación y la formación de firescale en metales durante las operaciones de recocido y soldadura.

El ácido bórico se utiliza en la producción de vidrio de las pantallas planas de LCD.

En la galvanoplastia, el ácido bórico se utiliza como parte de algunas fórmulas de propiedad. Una de estas fórmulas conocido requiere una relación de aproximadamente 1 a 10 de H3 BO3 a NISO4, una porción muy pequeña de lauril sulfato de sodio y una pequeña porción de H2SO4.

El ácido bórico, se mezcla con bórax (tetraborato sódico decahidrato) en la relación en peso de 4:5, es altamente soluble en agua, aunque no son tan soluble separado.[12] La solución se utiliza para el agente retardante al fuego de la madera por impregnación.[13]

También se utiliza en la fabricación de masa compactada, que contiene un fino polvo de sílice utilizado para la producción de revestimientos de hornos de inducción y materiales cerámicos.

El ácido bórico es una de las sustancias más comúnmente utilizadas que pueden neutralizar activo ácido fluorhídrico (HF). Su acción consiste en obligar a la libre F aniones en sales complejas. Este proceso derrotas la extrema toxicidad del ácido fluorhídrico, en particular su capacidad para secuestrar el calcio iónico a partir de suero de la sangre que puede conducir a paro cardiaco y la descomposición ósea; tal caso puede ocurrir por contacto con la piel sólo de menor importancia con HF.[14]

El ácido bórico se añade bórax para su uso como fundente de soldadura por los herreros y herradores.[15]

El ácido bórico, en combinación con aceite de silicona, se utiliza para la fabricación de Silly Putty.[16]

El ácido bórico, en combinación con otros ochenta productos químicos, se utiliza perforación en Marcellus Shale.[17]

Pirotecnia[editar]

Se utiliza en pirotecnia para evitar la reacción de formación de amida entre aluminio y nitratos. Se añade una pequeña cantidad de ácido bórico a la composición para neutralizar las amidas alcalinas que pueden reaccionar con el aluminio.

El ácido bórico puede ser usado como un colorante verde para hacer fuego. Por ejemplo, cuando se disuelve en metanol se usa popularmente por malabaristas de fuego para crear una llama de color verde oscuro.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Número CAS
  2. Allen, A. H.; Tankard, A. R. (1904). «The Determination of Boric Acid in Cider, Fruits, etc.». Analyst 29 (October):  pp. 301–304. doi:10.1039/an9042900301. 
  3. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). «Chapter 13: The Group 13 Elements». Inorganic Chemistry (3rd edición). Pearson. p. 340. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  4. Jolly, W. L. (1984). Modern Inorganic Chemistry. McGraw-Hill. p. 198. 
  5. «Underlying Physics and Mechanisms for the Absorption of Sound in Seawater». National Physical Laboratory. Consultado el 21 de abril de 2008.
  6. Abercrombie, P. (2010). «Vaginitis». En Maizes, V.; Low Dog, T. Integrative Women's Health. New York, NY: Oxford University Press. p. 192. ISBN 978-0-19-537881-8. 
  7. Harvey, S. C. (1980). «Antiseptics and Disinfectants; Fungicides; Ectoparasiticides». En Gilman, A. G.; Goodman, L. S.; Gilman, A. Goodman and Gillman's: The Pharmacological Basis of Therapeutics (6th edición). p. 971. ISBN 978-0-02-344720-4. 
  8. Office of Prevention, Pesticides and Toxic Substances (1993) (pdf). R.E.D. Facts: Boric Acid. United States Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/oppsrrd1/REDs/factsheets/0024fact.pdf. 
  9. Düzcükoğlu, H.; Acaroğlu, M. (2009). «Lubrication Properties of Vegetable Oils Combined with Boric Acid and Determination of Their Effects on Wear». Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects 32 (3):  pp. 275–285. doi:10.1080/15567030802606053. 
  10. Harpreet Singh. «Standard equipments». Punjab State Carrom Association. Consultado el 24 de septiembre de 2009.
  11. Kistler, R. B.; Helvaci, C. (1994). «Boron and Borates». En D. D. Carr. Industrial Minerals and Rocks (6th edición). Littleton, CO: SME. pp. 171–186. 
  12. Tsuyumoto, I.; Oshio, T.; Katayama, K. (2007). «Preparation of Highly Concentrated Aqueous Solution of Sodium Borate». Inorganic Chemistry Communications 10 (1):  pp. 20–22. doi:10.1016/j.inoche.2006.08.019. 
  13. Tsuyumoto, I.; Oshio, T. (2009). «Development of Fire Resistant Laminated Wood Using Concentrated Sodium Polyborate Aqueous Solution». Journal of Wood Chemistry and Technology 29 (4):  pp. 277–285. doi:10.1080/02773810903033721. 
  14. «METHOD 3052 MICROWAVE ASSISTED ACID DIGESTION OF SILICEOUS AND ORGANICALLY BASED MATRICES» (pdf). US EPA.
  15. Jock Dempsey (1998, 2009). «BORAX». Dempsey's Forge. Consultado el 23 de julio de 2010.
  16. Science Becomes a Toy - Silly Putty
  17. «Chemicals Used by Hydraulic Fracturing Companies in Pennsylvania for Surface and Hydraulic Fracturing Activities».

Enlaces externos[editar]