बोरेक्स: इतिहास, संरचना, गुण, उपयोग, संश्लेषण, जोखिम - रसायन विज्ञान - 2025

बोरेक्स या सोडियम borate ना के आधार सूत्र के साथ रासायनिक यौगिकों के एक समूह के लिए एक पद है ₂ बी ₄ हे ₇ । यह एक हाइड्रोस्कोपिक नमक है जो कुछ धातु की अशुद्धियों की उपस्थिति से संरचनात्मक रूप से समृद्ध होने के अलावा कई हाइड्रेट्स बनाने में सक्षम है।

बोरैक्स के नाम से प्राप्त होने वाले मुख्य यौगिक निम्नलिखित हैं: निर्जल सोडियम टेट्राबोरेट, ना ₂ बी ₄ ओ ₇; सोडियम टेट्राबोरेट पेंटाहाइड्रेट (Na ₂ B ₄ O ₇) ।5H ₂ O; और सोडियम टेट्राबोरेट डिकाहाइड्रेट, ना ₂ बी ₄ ओ ₇.10 एच ₂ ओ, या इसके समकक्ष, सोडियम टेट्राबोरेट ऑक्टाहाइड्रेट, ना ₂ बी ₄ ओ ₅ (ओएच) ₄.8 एच ₂ ओ।

बोरेक्स टुकड़ा। स्रोत: लियोन हूपरिच

जैसा कि सराहना की जा सकती है, उपरोक्त सभी ठोस केवल उनके हाइड्रेशन की डिग्री में भिन्न होते हैं; कुछ में अन्य लोगों की तुलना में उनके क्रिस्टल में अधिक पानी के अणु होते हैं। शारीरिक रूप से, बोरेक्स मजबूत टुकड़े या चाक के क्रिस्टल (शीर्ष छवि) की तरह दिखता है।

बोरेक्स प्राकृतिक रूप से मौसमी झील के अवसादों में पाया जाता है, जो वाष्पीकरण द्वारा सूख जाता है। बोरेक्स का उत्पादन तुर्की, सियरलेस लेक (कैलिफोर्निया) में अटाकामा रेगिस्तान, चिली, बोलीविया, तिब्बत और रोमानिया में होता है। बोरेक्स क्रिस्टल को धीमी गति से न्यूक्लिएशन प्रक्रिया द्वारा कृत्रिम रूप से प्राप्त किया जा सकता है; वह है, जिसमें क्रिस्टल का विकास पसंदीदा है।

सोडियम टेट्राबोरेट, निर्जल और विच्छेदित, ठंडे पानी में खराब घुलनशील हैं; लेकिन इसकी घुलनशीलता तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। Na ₂ B ₄ O ₇.10H ₂ O इथाइलीन ग्लाइकॉल में बहुत घुलनशील, मध्यम रूप से इथेनॉल में घुलनशील और एसीटोन में थोड़ा घुलनशील है; ये पानी की तुलना में कम ध्रुवीय सॉल्वैंट्स हैं।

बोरेक्स के पास कई अनुप्रयोग हैं, जैसे डिटर्जेंट और साबुन के निर्माण में; सेलुलोसिक सामग्री के लिए अग्निरोधी के रूप में; शीसे रेशा के उत्पादन में; धातु, कांच और मिट्टी के पात्र जैसे कठोर सतहों को साफ करने में; और जंग के निषेध में, अन्य उपयोगों के बीच।

बोरेक्स आंखों, त्वचा और श्वसन तंत्र को परेशान कर रहा है। अंतर्ग्रहण द्वारा, यह अन्य लक्षणों, उल्टी, दस्त, लाली, क्षय और ऐंठन के बीच पैदा कर सकता है। वर्तमान में यह संदेह है कि इसका मानव प्रजनन पर हानिकारक प्रभाव पड़ सकता है।

इतिहास

बोरेक्स का इतिहास भ्रामक है। यह ध्यान दिया जाता है कि यह तिब्बत में एक झील के बिस्तर में खोजा गया था, वाष्पीकरण द्वारा सूख गया। यह तथाकथित सिल्क रोड के बाद तिब्बत से सऊदी अरब में 8 वीं शताब्दी में स्थानांतरित किया गया था।

शब्द "बोरेक्स" कई अनुप्रयोगों के परिणामस्वरूप लोकप्रिय हुआ, जो इसके लिए पाए गए और नाम के तहत 20 खच्चर टीम बोरेक्स ट्रेडरमैक्स के तहत विपणन किया गया, जिसमें बताया गया कि बोरेक्स नेवादा और रेगिस्तान के माध्यम से किस तरीके से ले जाया गया था कैलिफोर्निया।

इसकी खोज का एक और संस्करण इंगित करता है कि मिस्रवासी लंबे समय तक इसके अस्तित्व का पता लगाते थे, इसका उपयोग गर्मी द्वारा धातुओं के वेल्डिंग में किया जाता था। इसके अलावा, उन्होंने इसका उपयोग दवा में और ममीकरण प्रक्रिया में किया। 13 वीं शताब्दी में मार्को पोलो द्वारा बोरेक्स को यूरोप में स्थानांतरित कर दिया गया था।

19 वीं शताब्दी के मध्य में, मोगेव रेगिस्तान में बोरेक्स की बड़ी मात्रा में खोज की गई थी, जिसने तब से इसका उपयोग आम कर दिया है।

बोरेक्स संरचना

बोरेक्स आयनों की संरचना। स्रोत: स्मोकेफुट

ऊपरी छवि आयनों को दिखाती है जो बोरेक्स बनाते हैं, विशेष रूप से Na ₂ · 8H ₂ O (या Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O) के एक संरचना वाले सूत्र के साथ एक ठोस ।

सबसे पहले, आयनों ^2- की बंद संरचना को नोट किया जा सकता है (हालांकि इसमें दो डिप्रोटेनेटेड -OH समूह, -ओ ^-) होने चाहिए, जिसमें एक अष्टकोणीय रिंग (बी के चार परमाणु और ओ के चार) को देखा जा सकता है, एक बीओबी पुल को विभाजित करने के साथ दो हिस्सों में।

कहा पिंजरा स्थिर नहीं रहता है, लेकिन कंपन और अंतरिक्ष में विभिन्न आकृतियों को अपनाता है; हालांकि, पुल के आसपास के क्षेत्र में कुछ हद तक। इसके अलावा, यह देखा जा सकता है कि यह बहुत "ऑक्सीजन युक्त" है; अर्थात्, इसमें कई ऑक्सीजन परमाणु हैं, जो हाइड्रोजन बांड के माध्यम से पानी के अणुओं के साथ बातचीत करने में सक्षम है।

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि बोरेक्स क्रिस्टल कई हाइड्रेट्स को हाइड्रेट और उत्पन्न कर सकते हैं। इस प्रकार, ठोस Na ₂ · 8H ₂ O के लिए, बोर + केज के साथ परस्पर क्रिया करने वाले आठ H ₂ O अणु होते हैं, और साथ ही, Na ⁺ के धातु केंद्रों के साथ ।

Cation की तरफ, हमारे पास जलीय परिसर ⁺ _{n है}, जहाँ _n का मान aion / cation अनुपात पर निर्भर करेगा। ऊपरी ठोस में, n = 2, इसलिए हमारे पास: ^{2+ है}, जिसका 2+ चार्ज बोरेट आयन के 2- चार्ज को बेअसर करता है।

क्रिस्टल

बोरेक्स की मोनोक्लिनिक इकाई सेल। स्रोत: बेन मिल्स

ऊपर ना के लिए monoclinic इकाई कोशिका है ₂ · 8H ₂ हे या ना ₂ बी ₄ हे ₇ · 10H ₂ हे क्रिस्टल । यहाँ, इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण और हाइड्रोजन बांड को नियंत्रित करने वाले या हावी संरचनात्मक पैटर्न क्रिस्टल के प्रत्येक अवधि में जन्म लिया है ।

अन्य हाइड्रेट्स और निर्जल नमक बोरेक्स क्रिस्टल की संरचना और संरचना को बदलते हुए, एक या सभी पानी के अणुओं को खो देते हैं। उन सभी में, आयनों और धनायन एक समान रहते हैं (जब तक कि अशुद्धियां या पक्ष प्रतिक्रियाएं नहीं होती हैं), इसलिए इस संबंध में कोई भ्रम नहीं हो सकता है।

बोरेट आयन के साथ भ्रम

Na ₂ · 8H ₂ O और Na ₂ B ₄ O ₇ · 10H ₂ O समान हैं। क्यों?

पहले स्थान पर, यदि इसके परमाणुओं की गणना की जाती है, तो यह देखा जाएगा कि वे संख्या में मेल खाते हैं; और दूसरी बात, आयनों B ₄ O _{7 में} ^2- BOB पुलों के बोरॉन प्रमुखों से जुड़े दो OH समूहों की अनुपस्थिति मानी जाती है; दो ओएचएस, जो बी ₄ ओ ₇ ^2- से दो एच ^{+ के} साथ मिलकर, 2 एच ₂ ओ तक जोड़ते हैं, कुल 10 एच ₂ ओ (8 + 2) देते हैं।

गुण

नाम

- बोरेक्स।

- सोडियम बोरेट।

- सोडियम टेट्राबोरेट।

- डिसोडियम टेट्राबोरेट

मॉलिक्यूलर मास्स

निर्जल: 201.22 ग्राम / मोल।

Decahydrate: 381.38 जी / मोल।

भौतिक उपस्थिति

एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस।

घनत्व

निर्जल: 2.4 ग्राम / सेमी ³

डेकाहाइड्रेट: 1,739 ग्राम / सेमी ³

गलनांक

निर्जल: 743 ° C (1,369 ° F, 1,016 K)।

Decahydrate: 75 ºC।

क्वथनांक

निर्जल: 1,575 ° C (2,867 ° F, 1,848 K)।

जल में घुलनशीलता

31.78 ग्राम / एल (निर्जल और डाहाइड्रेट दोनों के लिए)।

कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता

यह एथिलीन ग्लाइकॉल में बहुत घुलनशील है, डायथिलीन ग्लाइकॉल और मेथनॉल में थोड़ा घुलनशील है, और एसीटोन में थोड़ा घुलनशील है।

अपवर्तक सूचकांक ()D)

निर्जल: η ₁ = 1.447; η ₂ = 1.469।

डिकाहाइड्रेट: = ₂ = 1.472 ।

स्थिरता

यह उचित भंडारण स्थितियों के तहत स्थिर है। हालांकि इसमें वाष्प का दबाव कम होता है, यह तापमान के साथ बढ़ता है, जिससे क्रिस्टलीकरण और संघनन होता है, इसलिए तापमान और आर्द्रता में अत्यधिक उतार-चढ़ाव से बचना चाहिए।

प्रकाश उत्सर्जन

सोडियम टेट्राबोरेट, जब आग की क्रिया के अधीन होता है, एक हरे रंग की रोशनी का उत्सर्जन करता है।

प्रतिक्रियाओं

- पानी में घुलने पर यह 9.2 के पीएच के साथ क्षारीय घोल बनाता है।

- बोरेक्स अन्य बोरेट्स बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, जैसे कि पेरोबेट (पीबीएस)।

- यह हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके बोरिक एसिड भी बनाता है:

ना ₂ बी ₄ हे ₇ · 10H ₂ O + एचसीएल => 4 एच ₃ बो ₃ + 2 Na ⁺ + 2 क्लोरीन ^- + 5 एच ₂ ओ

- सोडियम टेट्राबोरेट एक एम्फोटेरिक पदार्थ की तरह व्यवहार करता है, क्योंकि जलीय घोल में यह हाइड्रोलाइज करता है और एसिड को बेअसर करने में सक्षम है। इसी तरह, यह मध्यम के पीएच में अत्यधिक वृद्धि से बचने के लिए, उच्च एकाग्रता क्षार को बेअसर करने में सक्षम है।

अनुप्रयोग

बोरेक्स के पास कई अनुप्रयोग हैं, दोनों मनुष्यों में और सभी गतिविधियों में जो वे करते हैं।

एंटीऑक्सीडेंट कार्रवाई

बोरेक्स में ऑक्साइड को भंग करने की क्षमता है। इस कारण से इसका उपयोग पीतल, तांबा, सीसा और जस्ता जैसी धातुओं की वसूली में किया जाता है।

इसका उपयोग ढलाई में धातु की सलाखों के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए भी किया जाता है। बोरेक्स इसकी सतह को कवर करता है, हवा को छोड़कर, और इसलिए, ऑक्सीकरण को रोकता है। इसके अलावा, यह ऑटोमोबाइल विनिर्माण में लौह सामग्री के क्षरण को रोकता है।

एथिलीन ग्लाइकोल में बोरेक्स की घुलनशीलता एंटीफ्ulationsीज़र योगों में उपयोगी रही है। बोरेक्स एथिलीन ग्लाइकॉल के अपघटन के दौरान पैदा होने वाले अम्लीय अवशेषों को बेअसर करता है, ऑक्सीकरण को कम करता है जिससे धातुओं की सतह गुजर सकती है।

चिपकने का निर्माण

- बोरेक्स नालीदार कागज और कार्डबोर्ड के लिए एक स्टार्च चिपकने वाला निर्माण का हिस्सा है।

- यह कैसिइन और डेक्सट्रिन पर आधारित चिपकने के निर्माण में एक पेप्टाइजिंग एजेंट है।

- यह संयुग्मित हाइड्रॉक्सिल समूहों के क्रॉसलिंकिंग के माध्यम से चिपकने वाली सामग्री को मजबूत करके काम करता है।

अग्निरोधी

यह सेल्युलोसिक सामग्रियों और अन्य पॉलिमर में अग्निरोधी के रूप में उपयोग किया जाता है जिसमें हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। यह विभिन्न तंत्रों के माध्यम से अपनी कार्रवाई को बढ़ाता है, जिसमें ईंधन की पहुंच को सीमित करने वाली एक विट्रीस परत का गठन भी शामिल है।

बोरोसिलिकेट ग्लास (Pyrex) का निर्माण

बोरेक्स बोरोसिलिकेट ग्लास के निर्माण में प्रयुक्त बोरॉन का एक स्रोत है; एक उच्च पिघलने बिंदु, विस्तार के कम गुणांक और थर्मल झटके के लिए उच्च प्रतिरोध की विशेषता है।

यह फ्रैक्चर का अनुभव किए बिना उच्च तापमान के अधीन होने की अनुमति देता है, अपवर्तक कांच का नाम प्राप्त करना।

बोरोसिलिकेट ग्लास का उपयोग भोजन बनाने के लिए घर में उपयोग की जाने वाली सामग्री के निर्माण में किया जाता है। इसका उपयोग प्रयोगशालाओं में बीकर, फ्लास्क, मापने वाले सिलेंडर, पिपेट आदि में भी किया जाता है।

पायसीकारकों

बोरेक्स, अन्य यौगिकों के साथ, साबुन और अन्य पैराफिन को पायसीकारी करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग लोशन, क्रीम और मलहम के उत्पादन के लिए आधार के रूप में भी किया जाता है।

सफाई का सामान

- इसे मजबूत सतहों जैसे धातु, कांच और सिरेमिक को साफ करने के लिए योगों में जोड़ा जाता है।

- यह हाथ क्लीनर, पॉलिशिंग सामग्री और डिटर्जेंट साबुन का इस्तेमाल लॉन्ड्री और घर पर उपयोग करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, यह कारखाने के फर्श से तेल जमा को हटाने की सुविधा प्रदान करता है।

चिकित्सा का उपयोग करता है

- इसका उपयोग फंगल संक्रमण के उपचार में किया जाता है।

- यह पोषक तत्वों के सूत्र का हिस्सा है जो बोरान की आपूर्ति करता है। इस तत्व को कैल्शियम, फास्फोरस और मैग्नीशियम के चयापचय में शामिल माना जाता है, और हड्डी की संरचना के लिए आवश्यक हो सकता है।

- यह ग्लाइकोसिलेटेड हीमोग्लोबिन (HbA1C) के निर्धारण में शामिल है, एक मरीज में मधुमेह के दीर्घकालिक विकास को निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक परीक्षण, चूंकि एक एरिथ्रोसाइट का आधा जीवन 120 दिन है।

रोगी को व्यक्तिगत रक्त शर्करा के माप की तुलना में यह जानकारी चिकित्सक के लिए अधिक उपयोगी है।

पीएच बफर

इसका उपयोग जैव रसायन में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न पीएच बफर सिस्टम में किया जाता है; उनमें से, ट्रिस (हाइड्रॉक्सीमिथाइल) अमीनोमेथेन-बोरेट, डीएनए और आरएनए न्यूक्लिक एसिड के पॉलीएक्रिलामाइड वैद्युतकणसंचलन में उपयोग किया जाता है।

पानी की कठोरता में कमी

बोरेक्स पानी में मौजूद कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ संयोजन करने में सक्षम है, जिससे उनकी एकाग्रता कम हो जाती है। इससे पानी की कठोरता कम हो जाती है।

खाद और खाद

बोरेक्स का उपयोग बोरॉन के स्रोत के रूप में किया जाता है। कैल्शियम और बोरान प्लांट सेल की दीवार के निर्माण में शामिल होते हैं। इसके अलावा, यह बताया गया है कि बोरान परागण का पक्षधर है, यही कारण है कि यह पौधों के निषेचन और प्रसार में हस्तक्षेप करता है।

लकड़ी का संरक्षण

बोरेक्स वुडवर्म से लड़ता है, एक बीटल जो लकड़ी का उपभोग करता है और नष्ट करता है। इसका उपयोग लकड़ी की नावों के संरक्षण और रखरखाव में भी किया जाता है।

फ्लक्स और फ्लक्स

यह स्टील और लोहे की वेल्डिंग में एक प्रवाह के रूप में उपयोग किया जाता है, जिससे पिघलने बिंदु और लोहे के ऑक्साइड के उन्मूलन में कमी होती है; एक अवांछनीय संदूषक। एक समान उद्देश्य के लिए, वह सोने और चांदी के सोल्डरिंग में भाग लेता है।

अन्य

- इसका उपयोग एक हल्के कीटनाशक के रूप में किया जाता है; उदाहरण के लिए, ऊन पर पतंगों का मुकाबला करना।

- छिड़काव का उपयोग अलमारियाँ, आंतरिक टैंकों, दीवारों में अंतराल और सामान्य रूप से मौजूद कीटों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जहां अधिक प्रदूषणकारी कीटनाशकों का उपयोग वांछित नहीं है।

- इसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जो चरम मामलों में, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया का उत्पादन कर सकता है।

- कार रेडिएटर्स में, बोरेक्स का उपयोग उन जगहों को ब्लॉक करने के लिए किया जाता है जहां पानी के रिसाव होते हैं।

संश्लेषण

बोरेक्स, खनिज कार्बोक्साइट, तत्वों से बना होता है, जो बोरान, सोडियम और कैल्शियम से बना होता है, सूत्र NaCaB ₅ O ₉.8H ₂ O, सोडियम कार्बोनेट और जलीय माध्यम में सोडियम हाइड्रोकार्बोनेट के साथ।

वास्तव में, सोडियम टेट्राबोरेट या बोरेक्स के संश्लेषण का बहुत कम उपयोग किया जाता है; उत्पादित अधिकांश यौगिक इसके खनिजों के निष्कर्षण द्वारा प्राप्त किया जाता है जिसमें यह होता है।

प्रक्रिया को पानी में अयस्क के विघटन में संक्षेपित किया जा सकता है, इसके बाद मिट्टी में एक निस्पंदन और अंत में जलीय घोल का वाष्पीकरण होता है।

जोखिम

बोरेक्स एक प्राकृतिक उत्पाद है, हालांकि, यह मानव स्वास्थ्य को नुकसान की एक श्रृंखला का कारण बन सकता है। उदाहरण के लिए, बोरेक्स पाउडर के संपर्क में आने से त्वचा में जलन हो सकती है जिससे त्वचाशोथ हो सकती है।

इसी तरह, बोरेक्स से आंखों और ऊपरी श्वसन तंत्र में जलन होती है। इसके साँस लेने के लक्षणों में खांसी और गले में खराश शामिल हैं।

इस बीच, बोरेक्स का सेवन निम्नलिखित लक्षण प्रस्तुत करता है: उल्टी, मतली, दस्त, लाली, सिरदर्द और दौरे। इसके अलावा, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और गुर्दे की कार्यक्षमता प्रभावित हो सकती है।

नर चूहों पर किए गए अध्ययन से, बोरेक्स से खिलाया गया, उनमें वृषण शोष देखा गया। जबकि गर्भवती मादा चूहों के साथ किए गए अध्ययनों से संकेत मिलता है कि बोरेक्स नाल को पार कर सकता है, भ्रूण के विकास में परिवर्तन पैदा कर सकता है, कम जन्म के वजन से प्रकट होता है।

माना जाता है कि बोरेक्स के संपर्क में पुरुषों में पुरुष प्रजनन कार्य को प्रभावित किया जाता है, जो शुक्राणुओं की संख्या में कमी से प्रकट होता है।

वयस्कों में बोरेक्स सेवन के लिए 10 से 25 ग्राम की घातक खुराक का अनुमान है।

संदर्भ

1. कंपकंपी और एटकिंस। (2008)। अकार्बनिक रसायन शास्त्र। (चौथा संस्करण)। मैक ग्रे हिल।
2. बायोटेक्नोलॉजी सूचना के लिए राष्ट्रीय केंद्र। (2019)। आर्गन। PubChem डेटाबेस। CID = 23968। से पुनर्प्राप्त: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. कैरोलिन बर्न्स, सेनेका जोसेफ, और डॉ। रयान बॉम्बैच। (एस एफ)। बोरेक्स क्रिस्टल और इंटरमेटेलिक मिश्र के संश्लेषण और गुण। से पुनर्प्राप्त: nationalmaglab.org
4. विकिपीडिया। (2019)। बोरेक्स। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org
5. रियो टिंटो। (2019)। बोरेक्स डिकाहाइड्रेट। 20 खच्चर टीम बोरेक्स। से पुनर्प्राप्त: borax.com
6. फ्लेचर जेन्ना। (14 जनवरी, 2019)। क्या बोरेक्स का उपयोग करना सुरक्षित है? से पुनर्प्राप्त: medicalnewstoday.com