اسید بوریک

اسیـد بـوریـک

اسید بوریک (Boric Acid) یک ترکیب شیمیایی مهم است که در بسیاری از صنایع و کاربردهای علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده دارای خواص ضدعفونی‌ کننده، ضد قارچ و حشره‌ کش بوده و در صنایعی مانند کشاورزی، پزشکی، شیشه‌ سازی و داروسازی به کار می‌ رود. 

مشخصات کلی اسید بوریک

• فرمول شیمیایی:  H_۳BO_۳ یا B(OH)_۳
• درجه خلوص: ۹۹% و ۵۴%
• بسته بندی: کیسه های ۲۵ و ۵۰ کیلوگرمی
• شکل ظاهری: پودر سفید رنگ
• حلالیت: محلول در آب

فرمول شیمیایی و ساختار اسید بوریک

فرمول شیمیایی اسید بوریک به‌ صورت H₃BO₃ است. این ترکیب شامل یک اتم بور، سه اتم اکسیژن و سه اتم هیدروژن است. از نظر ساختاری، اسید بوریک دارای پیوندهای هیدروژنی قوی است که آن را در آب به خوبی محلول می‌کند.

ساختار شیمیایی اسید بوریک را می‌توان به‌ صورت یک ترکیب مسطح با گروه‌های هیدروکسیل (OH) که به اتم بور متصل هستند، توصیف کرد. این ساختار به آن خاصیت ضعیف اسیدی می‌ دهد، به این معنا که در محلول‌ های آبی به‌ آرامی به یون‌ های بورات تبدیل می‌ شود.

روش‌های تولید اسید بوریک

اسید بوریک به روش‌ های مختلفی تولید می‌ شود که از مهمترین آن‌ها می‌ توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. استخراج از معادن بورات: این روش عمدتاً از کانی‌ های طبیعی مانند بوراکس (Na₂B₄O₇·10H₂O) استفاده می‌کند. در این فرآیند، بوراکس با اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک واکنش داده و اسید بوریک تولید می‌شود.
2. سنتز شیمیایی: در برخی از فرآیندهای صنعتی، اسید بوریک از طریق واکنش اسید سولفوریک با محلول بوراکس نیز تهیه می‌شود.

3. استخراج از آب‌ های حرارتی: در برخی مناطق زمین‌شناسی، اسید بوریک به‌ طور طبیعی در آب‌ های داغ یافت شده و می‌ توان آن را از این منابع استخراج کرد.

 واکنش بوراکس با یک اسید معدنی مانند هیدروکلریک اسید به شرح ذیل:

Na2B4O7·10H2O + 2 HCl → ۴ B(OH)3 [or H3BO3] + 2 NaCl + 5 H2O

و همچنین هیدرولیز بورتیرهالیدها و دی‌ بوران‌ ها :

B2H6 + 6 H2O → ۲ B(OH)3 + 6 H2

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

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی

• حالت فیزیکی: جامد بلوری سفید رنگ.
• حلالیت: محلول در آب و برخی از الکل‌ ها.
• نقطه ذوب: حدود ۱۷۰ درجه سانتی‌ گراد.
• نقطه جوش: در دمای بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتی‌ گراد تجزیه می‌شود.
• pH: محلول آن در آب دارای خاصیت اسیدی ضعیف (pH حدود ۵) است.

کاربردهای اسید بوریک در صنایع مختلف

۱. کاربردهای صنعتی

• شیشه‌ سازی: اسید بوریک در تولید شیشه‌ های مقاوم در برابر حرارت (مانند پیرکس) استفاده می‌شود.

• سرامیک و لعاب: در لعاب‌ کاری و تولید کاشی و سرامیک به‌ عنوان ماده بهبود دهنده مقاومت حرارتی کاربرد دارد.

• متالورژی: به‌ عنوان یک فلاکس در لحیم‌ کاری و جوشکاری فلزات استفاده می‌شود.

۲. کاربرد در کشاورزی

این اسید از طریق تامین بور مورد نیاز گیاه در متابولیسم اسیدهای نوکلئیک، سنتز دیواره سلولی، متابولیسم اکسین، جوانه زنی و رشد لوله گرده ، افزایش تحمل در برابر تنش سرما و … در گیاهان نقش دارد.

همچنین اسید بوریک در تولید برخی از کودهای شیمیایی ترکیبی نقش دارد. این اسید در کشاورزی به بور کشاورزی معروف است.

• کودهای کشاورزی: اسید بوریک به‌عنوان یک منبع بور برای تقویت رشد گیاهان و بهبود عملکرد محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• کنترل آفات: در ترکیبات ضدحشرات برای مقابله با سوسک‌ ها، مورچه‌ ها و سایر آفات استفاده می‌شود.

۳. کاربرد در داروسازی و پزشکی

• ضدعفونی‌ کننده و ضدقارچ: اسید بوریک به‌ عنوان محلول شست‌ و شوی زخم‌ ها و ضدعفونی‌ کننده قارچی برای پوست و چشم استفاده می‌شود.

• ترکیبات دارویی: در برخی کرم‌ ها و محلول‌ های ضدعفونی‌ کننده برای عفونت‌ های پوستی کاربرد دارد.

۴. کاربرد در صنایع غذایی

• نگهدارنده مواد غذایی: در برخی کشورها به‌ عنوان نگهدارنده مواد غذایی (هرچند با محدودیت‌ های قانونی) استفاده می‌شود.

۵. کاربرد در صنایع نفت و گاز

• افزودنی‌ های حفاری: در برخی گل‌ های حفاری برای تنظیم ویسکوزیته و پایداری شیمیایی کاربرد دارد.

ملاحظات ایمنی و زیست‌ محیطی

با وجود کاربردهای گسترده، اسید بوریک در مقادیر زیاد می‌تواند سمی باشد. تماس مستقیم با پوست و استنشاق غبار آن ممکن است مشکلات سلامتی ایجاد کند. همچنین، در برخی کشورها استفاده از آن در محصولات غذایی محدود شده است.

جمع بندی

اسید بوریک یکی از ترکیبات مهم شیمیایی با کاربردهای گسترده در صنایع مختلف است. از تولید شیشه و سرامیک گرفته تا استفاده در کشاورزی، داروسازی و صنایع نفت و گاز، این ماده نقشی کلیدی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کند. با این حال، رعایت ملاحظات ایمنی در هنگام استفاده از آن ضروری است. پژوهش‌ های بیشتر می‌ تواند به توسعه کاربردهای جدید و ایمن‌ تر این ماده کمک کند.