Поиск

Борная кислота

ортоборная к-та Н3В03, белые, блестящие, прозрачные, гибкие, шестигранные листочки, жирные на-ощупь. При нагревании до 50° борная к-та не теряет воды; при 70° потеря воды заметна, а при ок. 150° образуется метаборная к-та HBOj, при более высокой п и р о б о р-ная, или тетраборная, Н2В407; при сильном прокаливании получается ангидрид Ва03. Многоосновнесть борной кислоты обусловливает возможность образования поликислот даже и с другими кислотами (фосфорной, мышьяковой, вольфрамовой и т. п.). В 100 г водного раствора содержится борной кислоты:

В минеральных к-тах растворимость меньше, в растворах солей больше, чем в воде. Борная к-та растворима в спиртах, эфире и эфирных маслах; 100 ч. глицерина растворяют при 0°—20 ч., при 50°—44 ч. и при 100°—73 ч. борной к-ты. Борная к-та улетучивается с парами спиртов и воды,—этим свойством пользуются в качественном анализе для открытия борной к-ты: при горении паров спирта (напр. метилового), содержащего ее, появляется характерная зеленая окраска пламени. Количественно борную кислоту определяют титрованием растворами едких щелочей с фенолфталеином в качестве индикатора, но только в присутствии глицерина, маннита или других многоатомных спиртов, т. к. только в этом случае образуются сильные комплексные к-ты, титрующиеся с фенолфталеином. Чистая борная к-та (99%) содержит в качестве примесей только сернистые и хлористые соединения

железа и кремнекислоту; в сырых продуктах колич. примесей возрастает до 10—20%. Борная кислота применяется для изготовления буры и борнокислых солей, эмалей, для сохранения мяса, рыбы (в Америке на эту цель идет борной к-ты до 1 000 m в год); во многих странах применение ее в качестве консервирующего средства для пищевых веществ воспрещено законом. В медицине борная к-та применяется как слабое дезинфицирующее средство, задерживающее гнилостные процессы; вредного действия на организм не оказывает; в технике употребляется для изготовления борной зелени, борного ультрамарина и т. п.

В природе борная к-та встречается: 1) в виде минералов: а) тинкал (бура), б) пан-дермит и колеманит (борнокальциевые соли); в) улексит(боронатрокальцит); г) стасс-фуртит (борномагнезиальная соль); 2) в виде паров или растворов в горячих источниках Тосканы, т. н. «соффиони». Здесь борная к-та, вероятно, образуется за счет разложения парами воды турмалинов, к-рыми очень богаты глубокие слои почвы. Соффиони дают пар ct° немного выше 100°, а искусственные скважины даже до 190° (в среднем до 145°). Сначала ограничивались устройством над выходом источника небольшого пруда («лагони»), где получался раствор, содержащий до 4 г борной к-ты на 1 л. В 1 000 ч. воды из лагони содержится 4—4,15 ч. борн. к-ты, 0,76—1,7 ч. (NH4)2S04h еще соединения Na, Mg, Fe"'*,Mn,Ca. Воду из лагони выпаривают в освинцованных железных плоских корытах, до 116 м длины и 5 еж глубины, с перегородками, к-рые попеременно не доходят то до одного, то до другого края, при чем корыто в 100 м длины может испарять до 100 000 кг воды в 24 ч., хотя всегда держится ниже 100°. Дальнейшее выкристал-лизовывание ведут в котлах при 85°. Сырая тосканская борная к-та содержит до 8% примесей (гл.обр. сернокислые соли аммония и магния). Маточные рассолы, после кристаллизации борной к-ты, перерабатывают на аммиак или сернокислый аммоний.

'Пандермит 4СаО«5В203.9Н20 встречается в Малой Азии, близ гавани Пандермы, в виде твердой горной породы белого цвета.

Колеманит Са2В6Оц.5Н20 вместе с пандермитом образует в Калифорнии целые скалы; руда содержит не меньше 35% борного ангидрида; для обогащения бедных руд их сначала прогревают, при чем руда рассыпается в порошок, к-рый затем легко отделяется от породы.

Боронатрокальцит (улексит) NaaO-• 2Са05В203.16Н20 встречается в Чили.

Борная к-та готовится гл. образ, из пан-дермита, колеманита и боронатрокальцита. Минералы измельчают в порошок и растворяют в соляной к-те; отстоявшуюся жидкость сливают; при охлаждении из нее выделяется борная к-та; при получении ее из колеманита и пандермита вместо соляной к-ты часто применяют сернистую к-ту. На боронатрокальцит действуют серной к-той. Для получения чистой борной к-ты сырой продукт растворяют в горячей воде, раствор освобождают от примесей железа посредством окисления хлорной известью, обес-

цвечивают животным углем и кристаллизуют борную к-ту. Из пандермита или колеманита (500 кг) ее получают действием кипящего (15° Вё) раствора бисульфата натрия,—отфильтрованный раствор дает 450 кг сырой борной к-ты; другой способ заключается в том, что на взвешен, в воде мелко-измельченные минералы (275 кг на 1 м3) при 60—80°действуютхлором:3(Са2В4О8.ЗН2О) + +6Clt+9H,0 = 12H,BO, + 5CaCl1 + Ca(C10,)1.

При охлаждении до 15—20° выделяется Н8В08. Из стаесфуртита получают Н3В03 действием серной к-ты (выход 82—83%). Из буры выделяют к-ту, растворяя буру в 4 ч. воды и добавляя 7з ч. крепкой серной или соответственное количество соляной к-ты. Сырую борную к-ту растворяют в больших освинцованных деревянных чанах до 5—8° Вё, нагревая острым паром. Раствор переводят в керамиковые кристаллизаторы. После первой кристаллизации получают 99%-ную борную к-ту. Для медицинских целей ее нужно вторично перекристаллизовать.

Борный ангидрид < /b>В203 образуется при прокаливании борной к-ты в виде хрупкого стекла, легко притягивающего воду; плавится при 755°. При охлаждении стекло трескается с появлением искр, видимых даже при дневном свете. В203 очень устойчив, начинает улетучиваться при 1500° и не восстанавливается углем даже при белом калении. Хотя борн. к-та является очень слабой к-той, ангидрид ее, вследствие трудно-летучести, при нагревании вытесняет другие ангидриды, кроме серного, фосфорного, кремневого и т.д. В208 растворяет многие окислы металлов (на этом свойстве основано применение буры для образования «перлов» в качественном анализе; окраски перла буры и перла В203 почти одинаковы). В203 входит в состав многих оптических стекол.

Бура, < /b>пироборный, или тетраборнокислый, натрий: 1) призматическая бура Na2B4O7.10H2O, кристаллизующаяся при обычной t°; 2) о ктаэ д р и ч е с ка я, или ювелирная, бура Na2B407.5Н20, кристаллизующаяся из растворов при выше 60°. Десятиводная бура Na2B4O7.10H2O образует большие моноклинные прозрачные кристаллы, выветривающиеся на воздухе; при нагревании до 80° она теряет 8 ч. воды, при 200°—9 ч.; последняя частица удаляется с очень большим трудом; D20=l,70; растворимость ее в 100 ч. воды: при 5°—• 1,38 г, при 10°—1,58 г, при 30°—3,85 г, при 50°—10,52 г. При ок. 60° десятиводная бура превращается в пятиводную. Водные растворы буры имеют щелочную реакцию (на лакмус) и поглощают С02 до полного разложения буры и образования соды. Октаэдрическ. (пятиводная) бура получается при растворении призматич. буры в кипящей воде до 30° Вё и при последующем медленном и равномерном охлаждении; при от 79 до 56° выкристаллизовывается октаэдрическ. бура (уд. в. 1,82); она устойчива в Г-ных пределах от 60 до 150° и тверже призматической. При обыкновенной t°, в случае присутствия пыли и влаги, происходит медленное превращение октаэдрич. формы в призматическую. В 100 г воды содержится октаэдрической буры: при 65°—22 г,

при 80°—31,4 г, при 100°—52,3 г. Безводная бура образуется при прокаливании водной при Г 350—400°; при 741° безводная бура плавится в прозрачное хрупкое стекло (уд. вес 2,34), растворяющее многие окислы металлов с появлением характерных окрасок (свойство, широко использованное в качественном анализе).

Месторождение и добывание буры. Буру добывают из природной: тибетской (тинкал) или калифорнийской (гл. обр. из озера Clear Lake в 400 милях от С.-Фран-циско). Калифорнийскую буру только пе-рекристаллизовывают, тибетскую предварительно обрабатывают известковой водой [1%Са(ОН)2 по отношению к сырому продукту] .Из к о л е м а н и т а (см. выше — Борная к-та) буру получают кипячением с содой и последующей кристаллизацией ь железных чанах. При получении буры из б о-ронатрокальцита (см. Борная к-та) его сначала промывают для удаления хлористых солей, затем растворяют (1500 кг на 6 000 л воды), прибавляют 800 кг двууглекислой соды и 200 кг соды и кипятят; раствор кристаллизуют или же кипятят с двууглекислой содой под повышенным давлением; железо удаляют действием хлорно-ватокислых солей; кристаллизацию ведут в качающихся сосудах. Из борной к-ты буру получают взаимодействием с кристаллич. содой и дальнейшей кристаллизацией. Для получения хорошо образованных кристаллов буру кристаллизуют из растворов, содержащих 5% кристаллич. соды, и медленно охлаждают раствор.               В. Курбатов.

Месторождения буры в СССР. В пределах СССР месторождения буры давно уже известны в выделениях грязевых вулканов Крыма и Таманского полу о-ва. Продукты извержений этих вулканов разделяются на жидкие и твердые. Первые представляют более или менее жидкую грязь, выбрасываемую или периодически изливающуюся во время извержений, а твердые — ту же грязь прежних извержений, уже засохшую вследствие испарения воды. Эти извержения, как показали исследования Э. Штебера, содержат кроме солей борной к-ты и другие ценные элементы, как бром, иод и др. Так, суточный приток минерализованных вод—жидкой грязи—Булганак-ской сопки в Крыму составляет 3 350 л, из к-рых можно выделить: иода ок. 100 г, брома 40 г, буры 10 кг, соды кристаллической 26 кг, NaCl 20,5 кг. Точно подсчитать запасы буры в извержениях существующих грязевых вулканов нельзя, т. к. для этого следовало бы сделать подробные обмеры этих выделений, их глубину или толщину слоя и т. д., но и заранее, принимая во внимание многочисленность сопок и большие размеры некоторых из них, можно сказать, что эти запасы велики. В литературе имеется, напр., указание Э. Штебера, что на склонах сопки Джау-тепе, наиболее крупной из крымских, залегает ок. 250 000 га грязи. Для Таманского полуо-ва имеются определения проф. Изгарышева и А. Слудского, касающиеся сопок Гнилая-Темрюк и Гнилая-Шуга, наиболее правильных по форме: все грязи первой определяются в размере ок. 11 000 000 га,

второй — ок. 170 000 га. Содержание борных солей, как показали анализы, в жидких и твердых соединениях различно:

Следовательно, в 1 га твердой сопочной грязи содержится от 29i до 1 552 г В203, а в жидкой от 1 670 до 3 894 г B2Os, т. е. жидкая грязь значительно богаче твердой, из которой часть солей, очевидно, удалена выщелачиванием на склонах сопок. В 1926 г. Гюлкам произвел разведки Булганакской сопки близ Керчи. Бурением пройдено 25 м. Анализы образцов грязи, взятых через каждые 0,5 м, показали содержание ок. 0,4— 0,5% (максимальное—0,68%) В203. В одной скважине рассол обнаружил содержание буры до 13,25%. Если принять мощность отложений в 10 м, площадь грязи в 0,75 км2 и среднее содержание В203 в 0,5%, то запас буры будет около 56 250 га.

Что касается вопроса, возможно ли и выгодно ли поставить извлечение буры из выделений сопок, то отзывы исследователей не особенно благоприятны. Бекетов подсчитал, что даже самые богатые по количеству выделений жидкой грязи сопки Буд-ганакские и Тарханские могут дать в год примерно 5 га буры, 0,05 т йодистого калия и 6,5 га соды. Опыт борного з-да, построенного во время войны близ указанных сопок, подтвердил эти расчеты. Что касается извлечений буры из твердой грязи, запасы которой велики, то эксплоатация ее, по мнению исследователей, не рентабельна для крупного предприятия, но могла бы производиться местным населением кустарным способом, чтобы извлеченные соли отсылались на правильно оборудованный завод для перекристаллизации и очистки. Получение буры в настоящее время сосредоточено на Дегунинском заводе с производительностью в 700—800 га в год и на Буйском з-де (Костромской губ.) — до 600 га. Проектируется постановка производства буры на Тентелевском заводе в размере 1 500 га в год и на одном из заводов Химугля до