बोरिक एसिड: रासायनिक संरचना, गुण, तैयारी, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

बोरिक एसिड रासायनिक सूत्र एच के साथ एक अकार्बनिक यौगिक है ₃ बो ₃ । यह एक सफेद या रंगहीन ठोस के होते हैं। यह एक कमजोर एसिड है जो जलीय घोल में उत्पादित होता है, इसकी एकाग्रता के आधार पर, 3.8 और 4.8 के बीच का पीएच। यह खराब ठंडे पानी में और मध्यम रूप से गर्म पानी में घुलनशील है।

विल्हेम होमबर्ग (1652-1713) द्वारा 1702 में बोरिक एसिड की खोज की गई थी, जिन्होंने सल्फ्यूरिक एसिड के साथ बोरेक्स का इलाज किया था, जो कि औषधीय कार्रवाई के साथ एक समाधान प्राप्त कर रहा था, जिसे होमबर्ग के शामक पानी का नाम मिला।

घड़ी के गिलास पर बोरिक एसिड का ठोस नमूना। स्रोत: विकिपीडिया के माध्यम से वर्मा।

हालांकि, यह भी ध्यान दिया जाता है कि होमबर्ग ने बोरेक्स में पानी डालकर और वाष्पित होने तक घोल को गर्म करके बोरिक एसिड तैयार किया, इस प्रकार तलछट में बोरिक एसिड क्रिस्टल को छोड़ दिया।

यह एसिड एक अत्यधिक उपयोगी यौगिक है जिसके उद्योग और चिकित्सा में कई अनुप्रयोग हैं, जिसका उपयोग कीटनाशक, लकड़ी के संरक्षण, अग्निरोधी के रूप में भी किया जा रहा है और पीएच बफर समाधान का एक घटक है।

रासायनिक संरचना

बोरिक एसिड अणु क्षेत्रों और सलाखों के एक मॉडल द्वारा प्रतिनिधित्व किया। स्रोत: बेनजाह- bmm27

ऊपरी छवि में हमारे पास एच ₃ बीओ ₃ का वास्तविक अणु है । ध्यान दें कि सफेद परमाणुओं द्वारा दर्शाए गए हाइड्रोजन परमाणु, केंद्रीय बोरान परमाणु से बाध्य नहीं हैं, क्योंकि रासायनिक सूत्र सुझाव दे सकते हैं; बल्कि, ऑक्सीजन परमाणुओं के लिए, लाल क्षेत्रों द्वारा दर्शाया गया है।

इस प्रकार, एक अधिक सुविधाजनक सूत्र, हालांकि कम उपयोग किया जाता है, बोरिक एसिड के लिए बी (ओएच) _{3 है}, यह दर्शाता है कि इसकी अम्लता इसके ओएच समूहों से जारी एच ⁺ आयनों के कारण है । बी (ओएच) ₃ अणु में एक त्रिकोणीय विमान ज्यामिति है, जिसके बोरान परमाणु के साथ ² रासायनिक संकरण है ।

बी (ओएच) ₃ एक अत्यधिक सहसंयोजक अणु है, चूंकि बोरॉन परमाणु और ऑक्सीजन के बीच विद्युतीकरण अंतर बहुत बड़ा नहीं है; इसलिए बीओ बांड अनिवार्य रूप से सहसंयोजक हैं। यह भी ध्यान दें कि इस अणु की संरचना एक स्पिनर के समान है। क्या यह उसी तरह अपनी ही धुरी पर घूम सकेगा?

क्रिस्टल

H3BO3 क्रिस्टल के लिए यूनिट सेल। स्रोत: बेनजाह- bmm27

ऊपरी छवि बोरिक एसिड के लिए ट्राइक्लिनिक क्रिस्टलीय संरचना के अनुरूप इकाई कोशिका को दिखाती है, जो कि कुछ सिंथेटिक परिस्थितियों में, कॉम्पैक्ट हेक्सागोनल संरचना को अपना सकती है। ध्यान दें कि प्रति यूनिट सेल में चार अणु होते हैं, और वे दो परतों, ए और बी में व्यवस्थित होते हैं, बारी-बारी से (वे दूसरे के शीर्ष पर एक नहीं लगाए जाते हैं)।

बी-ओएच बांड की समरूपता और अभिविन्यास के कारण, यह माना जा सकता है कि बी (ओएच) ₃ एपोलर है; हालाँकि, इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड के अस्तित्व से कहानी बदल जाती है। प्रत्येक बी (ओएच) ₃ अणु इन छह पुलों में से तीन को देगा या प्राप्त करेगा, जिसमें कुल छह द्विध्रुव-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाएं हैं, जैसा कि नीचे दी गई छवि में देखा गया है:

H3BO3 की क्रिस्टलीय परत एक उच्च अक्ष से देखी गई। स्रोत: बेनजाह- bmm27

ध्यान दें कि ये हाइड्रोजन बांड दिशात्मक इंटरैक्शन हैं जो बोरिक एसिड क्रिस्टल को नियंत्रित करते हैं, और सजावटी पहलुओं के पैटर्न स्थापित करते हैं; कुछ अशुद्धियों को रोकने के लिए पर्याप्त जगह के साथ आंतरिक रिंग संभवतः क्रिस्टल दोष में नहीं हैं।

ये हाइड्रोजन बॉन्ड B (OH) ₃ के कम आणविक द्रव्यमान के बावजूद, इसके क्रिस्टल को पर्याप्त रूप से एकजुट रखते हैं कि इसे पिघलाने के लिए 171 17C के तापमान की आवश्यकता होती है। यह अज्ञात है कि उच्च दबाव (GPa के क्रम में) B (OH) ₃ के आणविक परतों पर क्या प्रभाव पड़ेगा ।

गुण

नाम

IUPAC: बोरिक एसिड और बोरान ट्राइहाइड्रोऑक्साइड। अन्य नाम: ऑर्थोबोरिक एसिड, बोरैसिक एसिड, सैसोलाइट, बोरोफ़ैक्स और ट्राइहाइड्रोक्सीबोरेन।

अणु भार

61.83 ग्राम / मोल

भौतिक उपस्थिति

स्पष्ट, रंगहीन, क्रिस्टलीय सफेद ठोस। यह दानों के रूप में या सफेद पाउडर के रूप में भी उपलब्ध है। स्पर्श करने के लिए थोड़ा मलाईदार।

गंध

शौचालय

स्वाद

थोड़ा कड़वा

गलनांक

170.9 ºC है

क्वथनांक

300 ºC है

जल में घुलनशीलता

ठंडे पानी में घुलनशील और गर्म पानी में घुलनशील:

2.52 ग्राम / 100 एमएल (0 gC)

27.50 ग्राम / 100 एमएल (100 gC)

बोरिक एसिड आंशिक रूप से पानी में घुलनशील है और इसमें डूब जाता है। कहा कि घुलनशीलता अम्ल की उपस्थिति में वृद्धि करती है, जैसे हाइड्रोक्लोरिक, साइट्रिक और टार्टरिक।

अन्य सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता

-ग्लिसरॉल: 25.5C पर 17.5%

-थीलीन ग्लाइकॉल: 25.5C पर 18.5%

-एटोन: 25% etC पर 0.6%

-ईथाइल एसीटेट: 25। सी पर 1.5%

-मेथेनॉल: 252C पर 172 ग्राम / एल

-थेनॉल: 25.4C पर 94.4 ग्राम / एल

ऑक्टेनॉल / जल विभाजन गुणांक

लॉग पी = -0.29

अम्लता (पीकेए)

9.24। 12.4। 13.3। ये पानी में एच ⁺ जारी करने के लिए उनके संबंधित पृथक्करणों के तीन स्थिरांक हैं ।

पीएच

3.8 - 4.8 (जलीय घोल में 3.3%)

5.1 (0.1 मोलर)

वाष्प दबाव

1.6 10 ^-6 mmHg

स्थिरता

पानी में स्थिर

सड़न

बोरिक एनहाइड्राइड और पानी के बनने से यह 100 heatedC से अधिक गर्म होने पर विघटित हो जाता है।

जेट

बोरिक एसिड मोनोवालेंटेशन के साथ घुलनशील लवण बनाता है, उदाहरण के लिए: Na ₂ B ₄ O ₇.10H ₂ O, और अघुलनशील लवण, divalent cations, CaB ₄ O ₇.6H ₂ O के साथ ।

जलीय घोल में यह एक अम्लीय घोल पैदा करता है, यह सोचकर कि यह गुण ओएच ^- पानी से समूहों के घटाव के कारण था । बोरिक एसिड को लुईस प्रकार के कमजोर एसिड के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

बोरिक एसिड ग्लिसरॉल और मैनिटोल के साथ प्रतिक्रिया करता है, जलीय माध्यम की अम्लता बढ़ाता है। पीकेए को 9.2 से 5 तक संशोधित किया गया है, बोरान-मैनिटॉल केलेट के गठन के कारण ^- जो एच ^{+ को} रिलीज करता है ।

तैयारी

बोरिक एसिड एक मुक्त राज्य में ज्वालामुखी से निकलने वाले क्षेत्रों जैसे इटली में टस्कनी, लिपरी द्वीप समूह और संयुक्त राज्य अमेरिका के नेवादा राज्य में पाया जाता है। यह बोरेक्स, बोरैसाइट, यूलेक्साइट और कोलमाइट जैसे खनिजों में भी पाया जाता है।

बोरिक एसिड मुख्य रूप से खनिज एसिड, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, आदि के साथ खनिज बोरेक्स (सोडियम टेट्राबोरेट डिकैहाइड्रेट) की प्रतिक्रिया से तैयार होता है।

Na ₂ B ₄ O ₉ 10H ₂ O + HCl => 4 H ₃ BO ₃ + 2 NaCl + 5 H ₂ O

यह बोरोन ट्राइहाइड और डिबोराने के हाइड्रोलिसिस द्वारा भी तैयार किया जाता है।

बोरिक एसिड कोलमाइट (सीए ₂ बी ₆ ओ ₁₁ · 6 एच ₂ ओ) से तैयार किया जाता है। प्रक्रिया में बोरान यौगिकों को भंग करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड के साथ खनिज का इलाज होता है।

फिर, घोल जहां बोरिक एसिड मौजूद है, को अलग-अलग टुकड़ों से अलग किया जाता है। घोल को आर्सेनिक और आयरन की अशुद्धियों को रोकने के लिए हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ इलाज किया जाता है। सतह पर तैरनेवाला एक बोरिक एसिड अवक्षेप का उत्पादन करने के लिए ठंडा होता है और इसे निलंबन से अलग करता है।

अनुप्रयोग

उद्योग में

फाइबर ग्लास के निर्माण में बोरिक एसिड का उपयोग किया जाता है। गलनांक को कम करने में मदद करके, यह कपड़ा फाइबरग्लास की ताकत और दक्षता को बढ़ाता है - जहाजों, औद्योगिक पाइपिंग और कंप्यूटर सर्किट बोर्डों में इस्तेमाल होने वाले प्लास्टिक को सुदृढ़ करने के लिए एक सामग्री।

बोरिक एसिड बोरोसिलिकेट ग्लास के निर्माण में भाग लेता है, जो तापमान में परिवर्तन, घरों की रसोई में प्रयोग करने योग्य, प्रयोगशालाओं में ग्लासवेयर, फ्लोरोसेंट ट्यूब, फाइबर ऑप्टिक्स में प्रतिरोधी ग्लास प्राप्त करने की अनुमति देता है, एलसीडी स्क्रीन, आदि।

इसका उपयोग धातु उद्योग में स्टील मिश्र धातुओं को कठोर करने और उपचार करने के लिए किया जाता है, साथ ही साथ सामग्री के धातु कोटिंग को बढ़ावा देने के लिए भी किया जाता है।

इसका उपयोग हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग (फ्रैकिंग) में एक रासायनिक घटक के रूप में किया जाता है: तेल और गैस निष्कर्षण में उपयोग की जाने वाली विधि। बोरिक एसिड सेल्यूलोज सामग्री, प्लास्टिक और वस्त्र में अग्निरोधी के रूप में कार्य करता है जो आग के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए बोरिक एसिड के साथ गर्भवती होती हैं।

चिकित्सा में

बोरिक एसिड का उपयोग आई वॉश में पतला किया जाता है। बोरिक एसिड जिलेटिन कैप्सूल का उपयोग कवक संक्रमणों के इलाज के लिए किया जाता है, विशेष रूप से कैंडिडा अल्बिकन्स। इसका उपयोग मुहांसों के उपचार में भी किया गया है।

एथलीट फुट जैसे पैर के संक्रमण को रोकने के लिए मोजे पर बोरिक एसिड छिड़का जाता है। इसी तरह, बोरिक एसिड युक्त समाधान का उपयोग मनुष्यों में ओटिटिस एक्सटर्ना के साथ-साथ जानवरों में भी किया जाता है।

मूत्र संग्रह के लिए उपयोग की जाने वाली बोतलों में बोरिक एसिड मिलाया जाता है, जो नैदानिक ​​प्रयोगशालाओं में जांच से पहले बैक्टीरिया के संदूषण को रोकता है।

कीटनाशक

बोरिक एसिड का उपयोग कीटों के प्रसार को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि तिलचट्टे, दीमक, चींटियों आदि। यह तुरंत roaches को नहीं मारता है, क्योंकि यह पहले उनके पाचन और तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करता है, साथ ही साथ उनके एक्सोस्केलेटन को नष्ट कर देता है।

बोरिक एसिड धीरे-धीरे काम करता है, जिससे उन कीटों को अनुमति मिलती है जो अन्य कीटों के संपर्क में आते हैं, इस प्रकार विषाक्तता फैलती है।

संरक्षण

बोरिक एसिड का उपयोग कवक और कीड़ों द्वारा लकड़ी के हमले को रोकने के लिए किया जाता है, इस उद्देश्य के लिए एथिलीन ग्लाइकोल के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है। यह उपचार गाद और शैवाल को नियंत्रित करने में भी प्रभावी है।

पीएच बफर

बोरिक एसिड और इसका संयुग्म आधार, pKa = 9.24 का बफर सिस्टम बनाता है, जो बताता है कि यह बफर क्षारीय पीएच में सबसे प्रभावी है, जो सामान्य रूप से जीवित प्राणियों में नहीं है। हालांकि, स्विमिंग पूल में पीएच विनियमन में बोरेट बफर का उपयोग किया जाता है।

नाभिकीय रिएक्टर्स

बोरिक एसिड में थर्मल न्यूट्रॉन को पकड़ने की क्षमता है, जो अनियंत्रित परमाणु विखंडन की संभावना को कम करता है जिससे परमाणु दुर्घटना हो सकती है।

खेती

बोरान पौधे की वृद्धि के लिए एक आवश्यक तत्व है, जिसने तत्व के योगदान के लिए बोरिक एसिड का उपयोग किया। हालांकि, बहुत अधिक बोरिक एसिड पौधों को नुकसान पहुंचा सकता है, खासकर खट्टे फल।

मतभेद

बदनाम त्वचा, घाव या जले हुए उत्पाद पर बोरिक एसिड का उपयोग जो इसके अवशोषण की अनुमति देता है, से बचा जाना चाहिए। यह शरीर के अंदर एक जहरीला यौगिक है और कुछ मामलों में, यह बेहोशी, दौरे, ऐंठन, चेहरे के तनाव और निम्न रक्तचाप का कारण बन सकता है।

गर्भवती महिलाओं में बोरिक एसिड योनि कैप्सूल के उपयोग के लिए डॉक्टर से परामर्श किया जाना चाहिए, क्योंकि यह संकेत दिया गया है कि यह भ्रूण के विरूपण और जन्म के समय बच्चे के शरीर के वजन में कमी का कारण हो सकता है।

बोरिक एसिड की नियुक्ति, एक कीटनाशक के रूप में इस्तेमाल किया जाता है, बच्चों की पहुंच के भीतर स्थानों से भी बचा जाना चाहिए, क्योंकि बच्चों में बोरिक एसिड की विषाक्त कार्रवाई की अधिक संभावना है, 2,000 से 3,000 मिलीग्राम में उनमें घातक खुराक की स्थापना। ।

संदर्भ

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