Бор

Хотя элемент бор встречается в природе сравнительно редко (в земной коре его почти в 7 тыс. раз меньше, чем алюминия), главным образом в виде солей борной кислоты, бура – кристаллогидрат тетрабората натрия Na2B4O7∙10H2O – была известна уже в раннем Средневековье. В сочинении арабских алхимиков говорится об использовании ее в качестве плавня, а также для пайки драгоценных металлов. С Памира и с отрогов Гималаев буру доставляли караванами в Багдад.

Бор

Долгое время состав буры оставался неизвестным. Лишь в 1702 г. ученик Роберта Бойля Вильгельм Гомберг, прокаливая буру с железным купоросом, получил борную кислоту Н3ВО3, которую назвал успокоительной  солью по будто бы производимому ею действию. Это вещество нашло широкое применение в медицине того времени. Спустя полвека было доказано, что бура является солью борной кислоты: она образуется при взаимодействии «успокоительной соли» с содой Na2CO3.

В свободном виде бор (название образовано от лат. borax – «бура») был выделен в 1808 г. французскими химиками Ж. Гей-Люссаком и Луи Тенаром при нагревании в медной трубке смеси борного ангидрида, полученного прокаливанием борной кислоты, с металлическим калием: 2Н3ВО4 = В2О3 + 3Н2О; 2В2О3 + 3K = 3KBO2 + B. Спустя несколько месяцев Г.Дэви выделил бор электролизом расплавленного В2О3.

Сейчас бор получают по реакции B2O3 + 3Mg = 2B + 3MgO. Часть бора при этом реагирует с магнием, образуя борид: Mg + 2B = MgB2. Чтобы выделить бор из реакционной массы, ее обрабатывают раствором соляной кислоты. В результате из борида образуется смесь водородных соединений бора – боранов. Простейший из них – диборан – имеет состав В2Н6. Известны также бораны В4Н10, В5Н9, В5Н11, В10Н14 и др. Часто выделяющаяся смесь газов самовоспламеняется.

Бор в виде серого аморфного порошка

Установлено, что борирование – покрытие поверхности стальных изделий тонким слоем боридов железа FeB и Fe2B – существенно повышает их твердость и термостойкость. Борирование  осуществляется в плазме с использованием летучих соединений бора, таких, как BCl3 или B2H6. Созданы и особые жаропрочные сплавы, например ферробор, который содержит 10 – 2-% бора.

Бор, получаемый из В2О3, представляет собой аморфный тугоплавкий (tпл = 2075 оС) темно-бурый порошок, нерастворимый в воде. При восстановлении бромида бора водородом образуется кристаллический бор в виде серых кристаллов с металлическим блеском: 2ВBr3 + 3H2 = 2B + 6HBr. Это вещество по твердости почти не уступает алмазу, что легко объяснить, сравнив их строение. Подобно атомам углерода в алмазе, в кристаллическом боре атомы связаны в трёхмерный каркас, с той лишь разницей, что в основе его лежат двадцатигранники В12.

При комнатной температуре бор химически довольно инертен. Однако при нагревании он взаимодействует с концентрированной азотной кислотой: B + 3HNO3 = H3BO3 + 3NO2↑, с хлором, а при 700 оС сгорает в кислороде.

Борная кислота H3BO3 практически не диссоциирует на ионы, раствор самоподкисляется в результате реакции H3BO3 + H2O ⇄ [B(OH)4] + H+. Анион [B(OH)4]вступает в реакции с другими молекулами Н3ВО3, образуя полиборные кислоты. Солью одной из них – тетраборной кислоты – и является бура.

*на изображении записи фотография буры

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *