Od kokoši do čovjeka. Obično kažu: - "Od majmuna." No, nije ovdje riječ o evoluciji, već o dokazivanju važnosti bor za tijelo.

Do 1981. element se smatrao beznačajnim, ne zahtijevajući uključivanje u prehranu. Uvjerenja znanstvenika potresla su kokoši.

Njihov uzgoj bio je uspješniji ako je uključena hrana bor. Njegova potreba za kokoši dokazana je 1985. godine, a do 1990-ih je došao i do ljudi.

Pokazalo se da bor je element podupiranje gustoće kostiju.

Osim toga, tvar održava normalnu proizvodnju muških i ženskih hormona, odnosno estrogena i progesterona.

Pokusi su pokazali da uzimanje pripravci bora, ljudi gube 40% manje i 33% s .

Svojstva bora

Bor - kemijski element stoji pod 5. brojem. Građa tvari je atomska.

To je tipično za metale, međutim, bor se ne odnosi na njih. Element je iznimka u svojoj skupini nemetala.

Oni su, naime, u periodnom sustavu na i iznad crte povučene od bora do.

Nemetale karakterizira molekularna struktura, ali, a 5. tvar je izvan pravila.

Atomska rešetka daje junaku rekordnu vlačnu čvrstoću od 5,7 hektopaskala.

Nije ni čudo vlaknasto bor - kem. element dodaje se kompozitnim materijalima.

Nastaju umjetno kombiniranjem komponenti različitih svojstava. Kao rezultat toga dobivaju se lagane, ali krute, izdržljive i otporne na habanje strukture.

Atomi bora sastoje se od 5 protona i isto toliko ili 6 neutrona. Prema tome, postoje dva prirodna izotopa: - 10. i 11.

5 čestica rotira na elektronskim ljuskama atoma elementa. Dva elektrona nalaze se u orbiti najbližoj jezgri, a tri u daljoj.

Prema tome, standard valencija bora jednako +3. Valencija se odnosi na sposobnost atoma da formira određeni broj kemijskih veza s drugim elementima.

Tri elektrona, spremna za interakciju, daju 5. elementu visoku kemijsku aktivnost.

Tipična je, na primjer, reakcija sinteriranja s metalnim prahom. Nastaju boridi. 5. tvar "teži" i da. Istina, formirani borohidrid je nestabilan.

Ali borovi oksidi otporan. Potonji se dobivaju, u pravilu, na visokim temperaturama od oksida drugih elemenata. Dakle, bor može zamijeniti ugljik ugljični monoksid, silicij u .

Spojevi bora jedini su njezini predstavnici u prirodi. U slobodnom obliku, 5. element se dobiva samo u laboratorijima.

Henri Moissan je prvi put uspio eksperiment. Francuski kemičar razvio je magnezij-termalnu metodu za dobivanje čistog bor. Element periodnog sustava elemenata ekstrahiran tijekom reakcije: B 2 O 3 + 3Mg -à3MgO + 2B.

U isto vrijeme, konačni bor je kontaminiran nečistoćama za najviše 10%. Bilo je moguće razmotriti izgled elementa.

Tvrda je, siva tvar. Može se rastopiti samo na 4000 stupnjeva Celzijusa.

Dva prirodna izotopa bora značajno se razlikuju u svojim karakteristikama, posebno u presjeku hvatanja toplinskih neutrona.

Potonji izazivaju atomske reakcije. Presjek hvatanja je sposobnost jezgre bora da uhvati spore neutrone. Ako je indikator velik, možete regulirati tijek reakcije, zaustaviti ga.

To znači da su tvari s velikim presjekom zahvata prikladne za šipke nuklearnih reaktora. Od izotopa bora, samo je jedan prikladan. Koji, reći ćemo u sljedećem poglavlju.

Primjena bora

Lagan je pogodan za reaktorske šipke izotop bora, odnosno B10. Ima ne samo veliki presjek hvatanja, već i prvi među svim elementima periodnog sustava.

11. brus, naprotiv, ima najmanji pokazatelj. Sukladno tome, teška verzija 5. tvari može se koristiti u vrućoj zoni reaktora. Odnosno, B11 je izvrstan strukturni materijal za nuklearne elektrane.

Industrija nuklearne energije cijeni ne samo čisti bor, ali i njegovu povezanost s .

Ovo je plin koji je potreban u brojačima toplinskih neutrona. Nazivaju se i borom. Aparat služi kao prijemnik zračenja.

U nuklearnim reaktorima, i ne samo, usput, vatrostalnost i toplinska otpornost bora dobro dolaze.

Stoga element postaje dodatak mnogima. Najčešće zasićuju svoju površinu.

Ovaj proces se naziva boridiranje. Podvrgnuti njemu, u pravilu. Njihova površina postaje izdržljivija i otpornija na koroziju.

Kao rezultat toga, borirani čelik može služiti u agresivnim okruženjima i izdržati povećana udarna opterećenja.

Borove karbide, odnosno spojeve s ugljikom, već dugo koriste zubni tehničari. Pitate se zašto se tako zovu?

Budući da su svrdla u uređajima izrađena od legure s karbidom 5. elementa. Takvo bušenje zuba je najbrže i najučinkovitije.

Formula bora c: — B 4 C. Postoji i rjeđi spoj B 13 C 2 . Oba su izvrsni abrazivi jer, poput .

Nitridi 5. tvari, odnosno njezini spojevi s, izvrsni su poluvodiči.

Njihova je specifična vodljivost veća nego kod dielektrika, ali manja nego kod metala.

Poluvodiči su potrebni u integriranim krugovima, tranzistorima, optoelektronici.

Tajna materijala je da kako temperatura raste, oni počinju bolje provoditi struju. Obični vodiči u toplini, naprotiv, gube svoja svojstva.

Rudarstvo bora

U spojevima se bor izvlači iz zemljine unutrašnjosti. U prosjeku je 4 grama 5. elementa po toni stijene.

Najviše, oko 100 mikrograma po kilogramu kamena, u boru. Također se traži tamo gdje ima alkalnih tla.

Oni su najzasićeniji elementom. Zanimljivo je da se čak može ekstrahirati iz morskih biljaka. U njima je 5. tvar 120 mikrograma po kilogramu.

Od minerala uleksit je najbogatiji borom. Njegova se nalazišta, primjerice, razvijaju u Čileu. Ukupne rezerve procjenjuju se na 30.000.000 tona.

Sva nalazišta nalaze se u pustinji Atacama. Prve isporuke odavde počele su sredinom 19. stoljeća, odmah nakon izgradnje željeznice u zemlji.

Koliko je bor koštao tih godina nije rečeno. Međutim, možemo saznati trenutnu cijenu.

Cijena bora

Trošak proizvodnje ovisi o vrsti i količini. Dakle, u metalurgiji trebate čistu, amorfni bor.

Amorfna je tvar koja nema kristalnu rešetku.

Ako industrijalci dobiju kristalni element, onda je on što je više moguće usitnjen.

Dakle, prah amorfnog bora u pakiranju od 15 kilograma košta oko 9.000 rubalja.

Međutim, postoje prijedlozi u kojima se kilogram procjenjuje na samo 50 rubalja. Ovdje već trebate prikupiti dosje o dobavljaču.

Razlog niske cijene može biti onečišćenje borom, veliki postotak nečistoća. Iako, ima i poštenih ponuda, pogotovo kod veleprodajnih isporuka.

Što se tiče spojeva 5. elementa, za karbide daju od 100 do 700 rubalja. Ovo je cijena za 1000 grama.

Raspon troškova je opravdan različite formule i svojstva karbida. Za kilogram bornog anhidrita morate platiti oko 250, a za nitrid - nekoliko tisuća rubalja.

Upoznaje i organobor. Ovo je složeno gnojivo, jer da 5. element nije potreban biljkama, poput ljudskog tijela, ne bi se izvukao iz algi. Tipično pakiranje organobora je litra. Njegova cijena je 350-400 rubalja.

Bor ili Borum (lat.) je nemetalni element. Postoje dva oblika: amorfni i kristalni. Amorfni tip je smeđi prah, bez mirisa i okusa. Ima vrlo visoko talište. Kristalni oblik elementa su granat-crveni kristali. Vrlo su tvrdi, prema ovom pokazatelju mogu se usporediti s dijamantom i istovremeno krhki. Element je kemijski inertan pri standardnim temperaturnim uvjetima.

Naziv elementa dobio je prema drevnom nazivu jednog od spojeva "boraks". Štoviše, i na latinskom i na arapskom bili su bliski: boraks "i cikla". Otkrila su ga 1808. godine gotovo istovremeno dva znanstvenika - Gay-Lussac (Francuska) i Denis (Engleska), i to različitim metodama.

U prirodi se javlja samo u obliku borne kiseline ili soli koje ona tvori (borati i poliborati). NA Zemljina kora sadržaj je približno jedan tisućiti dio postotka.

Veze elemenata često se koriste u industrijska proizvodnjačelika za povećanje tvrdoće i otpornosti na visoke temperature, što je neophodno za izradu nuklearnih reaktora ili raketa. aktivno ga koristi kemijska (kompoziti, deterdženti, fotografski materijali, goriva) i industrija stakla.

Djelovanje bora i njegova biološka uloga

Djelovanje makroelementa na ljudski život pokazuje svu njegovu važnost. Znanstvenici su dokazali da je bor potreban svim živim bićima na ovom planetu - biljkama, životinjama i, naravno, neophodan je čovjeku, a samim tim i njegovom biološku ulogu neophodan za normalno funkcioniranje organizma.

U našem tijelu, ova tvar je koncentrirana u tkivima kostiju i zubne cakline, čak sudjeluje u njihovom formiranju. Ima ga dosta i u mozgu, mišićima, jetri, plućima i bubrezima. Vrlo je važan za muškarce i njihovu sposobnost razmnožavanja, jer se nalazi u testisima. Zanimljivo je da je krvna plazma novorođenčadi visoko zasićena borom, ali njegova količina počinje opadati vrlo brzo, i to već u prvim danima života.

Teško je precijeniti funkcije bora i njihov utjecaj na ljudski život:

Također je u stanju ublažiti upalu i smanjiti tumore.

Dnevna stopa

Dnevna norma makronutrijenta je 1-3 mg. Doze za muškarce i žene su različite. Na primjer, jači spol treba 0,6-1,5 mg, i lijepe dame trebate malo više - 1-2 mg. Problemi mogu nastati pri primanju manje od 0,2 mg i više od 4 grama.

Sportaši, osobe s urolitijazom i žene u menopauzi zahtijevaju povećanje dnevnih normi, ali uzimajući u obzir preporuke liječnika.

Nedostatak bora - kakav učinak ima nedostatak nekog elementa na tijelo?

Nedostatak makronutrijenata prilično je rijedak fenomen i može se pojaviti s nedovoljnim unosom hrane i kršenjem metabolizma i probavljivosti.

Prvi simptomi vrlo su slični manifestacijama osteoporoze: problemi s kosom, noktima i zubima, a mogu se pojaviti i bol u zglobovima i kostima. Središnji živčani sustav pati, zbog čega osoba postaje rastresena, pospana, njegove reakcije se usporavaju.

Dulji nedostatak elementa dovodi do neugodnih simptoma i bolesti:

• osteoporoza u starijih osoba i žena tijekom menopauze;
• smanjen imunitet;
• promjene u sastavu krvi;
• zastoj u rastu kod djece;
• smanjenje aktivnosti mozga i, sukladno tome, mentalnih sposobnosti;
• poremećaj endokrinog sustava;
• teško zacjeljivanje rana, ozljeda i prijeloma;
• predispozicija za razvoj dijabetes melitusa.

Nedostatak je vrlo lako nadoknaditi uz pomoć kompetentne prehrane.

Višak bora

Kod uzimanja lijekova koji sadrže bor može doći do viška makronutrijenata, gotovo je nemoguće dobiti prekomjernu količinu elementa hranom.

Redovito predoziranje od 3 mg može uzrokovati znakove trovanja zbog njegovih toksičnih svojstava. Gubitak apetita, kožni osip, povraćanje, proljev, glavobolja, tjeskoba. Dulje i nekontrolirano predoziranje može izazvati bolesti probavnog sustava, bolesti bubrega, jetre i središnjeg živčanog sustava.

Prekomjerna količina u tijelu može se pojaviti u industrijskim područjima gdje okoliš(zrak, voda i tlo) onečišćeni su otrovnim derivatima bora. U ovom slučaju, simptomi poput iritacije sluznice očiju i nazofarinksa, oštećenja pluća mogu se pojaviti vrlo brzo.

Obično se bor nakon apsorpcije izlučuje iz tijela putem bubrega, no u slučaju predoziranja počinje se nakupljati u crijevima i želucu, uzrokujući nadraženost, upalu i intoksikaciju, što može utjecati i na druge organe.

Bor ne uzrokuje nikakav učinak na vanjsku kožu, osim u vrlo visokim koncentracijama, kao i ne uzrokuje mutacijske promjene u tijelu.

Izvori koji sadrže ovu tvar

Proizvodi koji sadrže bor uglavnom se mogu pripisati biljnom podrijetlu - to su orasi, suhe šljive, grožđice, mahunarke, grožđe, jabuke, soja, med, datulje, plodovi mora.

Voda za piće u nekim regijama našeg planeta sadrži vrlo veliku količinu elementa. Zanimljivo je da mještani rjeđe ponekad pate od bolesti zglobova.

Proizvodi životinjskog podrijetla (meso, riba, jaja, mliječni proizvodi) dosta su siromašni udjelom bora pa se na njih teško može računati.

Postoji još jedna zanimljivost - pića poput jabukovače, piva i vina vrlo su bogata borom, ali pod uvjetom da su napravljena prema klasičnim recepturama koristeći prirodne proizvode. Međutim, nemojte pretjerivati ​​u njihovoj uporabi - bit će mnogo više štete.

Postoje neke tvari s kojima interakcija bora može dovesti do neočekivanih posljedica. Na primjer, bor usporava apsorpciju vitamina C, aminokiselina koje sadrže sumpor i bakra. I, naprotiv, može pojačati učinak alkohola i antibiotika.

Indikacije za termin

Indikacije za imenovanje makronutrijenata svode se na složeno liječenje osteoporoze, obnavljanje stanja žena tijekom menopauze.

BOR (lat. Borum), B, hemijski element III grupe kratkog oblika (13. grupa dugog oblika) periodni sustav, atomski broj 5, atomska masa 10,811; nemetala.U prirodi postoje dva stabilna izotopa: 10 V (19,9%) i 11 V (80,1%); umjetno dobiveni izotopi s masenim brojevima 7-19.

Referenca povijesti. Prirodni spojevi bora, uglavnom boraks, poznati su od ranog srednjeg vijeka. Boraks, ili tinkal, uvezen je u Europu s Tibeta, korišten je za kovanje metala, uglavnom zlata i srebra. Od arapskog naziva buraq (burak) i kasnolatinskog borax (boraks) nastao je naziv elementa. Bor je otkriven 1808.: J. Gay-Lussac i L. Tenard izolirali su element iz oksida B 2 O 3 zagrijavanjem s metalnim kalijem, G. Davy - elektrolizom rastaljenog B 2 O 3.

Rasprostranjenost u prirodi. Sadržaj bora u zemljinoj kori iznosi 5·10 -3% mase. Ne javlja se u slobodnom obliku. Najvažniji minerali: boraks Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, kernit Na 2 B 4 O 7 -4H 2 O, kolemanit Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O i dr. Bor je koncentriran u obliku kalijevih borata. i zemnoalkalijski elementi u sedimentne stijene(vidi prirodni borati, borne rude).

Svojstva. Vanjska konfiguracija elektronska ljuska atom bora 2s 2 2p 1; oksidacijsko stanje +3, rijetko +2; Paulingova elektronegativnost 2,04; atomski radijus 97 pm, ionski radijus B 3+ 24 pm (koordinacijski broj 4), kovalentni radijus 88 pm. Energija ionizacije B 0 → B + → B 2+ → B 3+ 801, 2427 i 3660 kJ/mol. Standardni elektrodni potencijal para B (OH) 3 / B 0 je -0,890 V.

Bor postoji u nekoliko alotropskih modifikacija. Na temperaturama ispod 800 °C nastaje amorfni bor (tamni prah, gustoća 2350 kg/m s crvenkastom nijansom, najstabilniji), 1200-1500 °C - tetragonalne modifikacije. Na temperaturama iznad 1500 °C, β-romboedarska modifikacija je stabilna. Kristalne rešetke svih vrsta sastoje se od B 12 ikosaedra različito pakiranih u kristalu. Za β-romboedarsku modifikaciju: t PL 2074 °C, t KIP 3658 °C, gustoća 2340 kg / m 3 (293 K), toplinska vodljivost 27,0 W / (m K) (300 K).

Bor je dijamagnetičan, specifična magnetska susceptibilnost je -0,78·10 m 3 /kg. To je p-tip poluvodiča sa zabranjenim pojasom od 1,56 eV. Tvrdoća bora po Mohsovoj skali je 9,3. Karakterizira ga visoka sposobnost apsorpcije neutrona (za izotop od 10 V presjek hvatanja toplinskog neutrona je 3,8 10 -25 m 2).

Bor je kemijski inertan. Reagira s kisikom na temperaturama iznad 700 ° C, stvarajući staklasti oksid B 2 O 3. Na temperaturama iznad 1200 ° C, bor stupa u interakciju s N 2 i NH 3, dajući bor nitrid BN. Formira s P i As na temperaturama iznad 700 °C fosfide i arsenide, koji su visokotemperaturni poluvodiči. Na temperaturama iznad 2000 °C, bor reagira s ugljikom stvarajući borove karbide. S halogenima na povišenim temperaturama stvara hlapljive trihalogenide koji se lako hidroliziraju i skloni su stvaranju kompleksa tipa H; bor ne stupa u interakciju s vodikom, vodom, kiselinama i otopinama lužina. Koncentrirana HNO 3 i aqua regia oksidiraju bor u ortobornu kiselinu H 3 BO 3 . Fuzija bora s alkalijama u prisutnosti oksidirajućeg sredstva rezultira stvaranjem borata. Na visokim temperaturama stvara boride s metalima. Djelovanjem kiselina na boride mogu se dobiti borohidridi, koji se odlikuju adicijskim reakcijama uz nastajanje metalnih borohidrida. Za organoelementne spojeve bora vidi članak Organoborni spojevi.

Bor spada u mikroelemente, njegov sadržaj u biljnim i životinjskim tkivima je 10-10-4%. Bor je uključen u metabolizam ugljikohidrata i fosfata. Ljudska konzumacija hrane s visokim sadržajem bora uzrokuje kršenje metabolizma ugljikohidrata i proteina, što dovodi do gastrointestinalnih bolesti. Bor je biogeni element neophodan za život biljaka. S nedostatkom ili viškom bora u biljnim tkivima, obično povezanim s nedostatkom ili viškom elementa u tlu, dolazi do morfoloških promjena i bolesti biljaka (gigantizam, patuljast rast, oslabljene točke rasta itd.). Male količine bora dramatično povećavaju prinose mnogih usjeva (vidi Mikrognojiva).

Priznanica. U industriji se bor dobiva iz prirodnih borata: kolemanit i inioit se prerađuju alkalnom metodom uz oslobađanje bora u obliku boraksa, boracit se prerađuje kiselom metodom uz stvaranje ortoborne kiseline, koja se pretvara u B 2 O 3 na temperaturi od oko 235 °C. Amorfni bor se dobiva redukcijom boraksa ili B 2 O 3 s aktivnim metalima - Mg, Na, Ca itd., Kao i elektrolizom taline Na ili K, Kristalni bor - redukcijom BCl 3 ili BF 3 halogenida s vodikom, razgradnjom borovih halogenida i hidrida (uglavnom B 2 H 6) na temperaturi od 1000-1500 ° C ili kristalizacijom amorfnog bora.

Primjena. Bor se koristi kao komponenta legura otpornih na koroziju i toplinu, kao što je ferobor - legura Fe s 10-20% B, kompozitni materijali (boroplastika). Mali dodatak bora (frakcije postotka) značajno povećava mehanička svojstva čelika, legura obojenih metala. Površina čeličnih proizvoda je zasićena borom (boriding) kako bi se poboljšala mehanička i korozijska svojstva. Bor se koristi kao poluvodič za proizvodnju termistora. Oko 50% dobivenih umjetnih i prirodnih spojeva bora koristi se u proizvodnji stakla, do 30% - u proizvodnji deterdženata. Mnogi boridi se koriste kao materijali za rezanje i brušenje. Feromagnet Nd 2 Fe 14 V koristi se za izradu snažnih trajnih magneta, feromagnetska legura Co-Pt-Cr-B koristi se kao medij za snimanje u suvremenim informacijskim medijima. Bor i njegove legure su apsorberi neutrona u proizvodnji upravljačkih šipki za nuklearne reaktore.

Lit.: Bor, njegovi spojevi i legure. K., 1960.; Golikova O., Samatov S. Bor i njegovi poluvodički spojevi. Taš., 1982.; Kemija bora u tisućljeću / Ed. R. V. Kralj. Amst.; Oxf., 1999. (monografija).

A. A. Eliseev, Yu. D. Tretyakov.

DEFINICIJA

Bor- peti element Periodni sustav elemenata. Oznaka - B od latinskog "borum". Smješten u drugu periodu, IIIA grupa. Odnosi se na nemetale. Nuklearni naboj je 5.

Bor je relativno rijedak u prirodi; ukupni sadržaj u zemljinoj kori je oko 10 -3% (tež.).

Glavni prirodni spojevi bora uključuju bornu kiselinu H 3 BO 3 i soli bornih kiselina, od kojih je najpoznatiji boraks Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O.

U normalnim uvjetima bor je tvar kristalne strukture (romboedarska singonija) tamnosive boje (slika 1). Vatrostalan (talište 2075 o C, vrelište 3700 o C), dijamagnetičan, ima svojstva poluvodiča.

Riža. 1. Bor. Izgled.

Atomska i molekularna težina bora

Relativna molekulska težina M r je molarna masa molekule, koja se odnosi na 1/12 molarne mase atoma ugljika-12 (12 C). Ovo je bezdimenzionalna veličina.

Relativna atomska masa A r je molarna masa atoma tvari, koja se odnosi na 1/12 molarne mase atoma ugljika-12 (12 C).

Budući da bor postoji u slobodnom stanju u obliku monoatomskih molekula B, vrijednosti njegovih atomskih i Molekularna težina odgovarati. One su jednake 10,806.

Alotropija i alotropske modifikacije bora

Za bor je karakteristično ispoljavanje alotropije, tj. postojanje u obliku nekoliko jednostavne tvari nazvane alotropske (alotropske) modifikacije. Prvo, bor postoji u dva agregatna stanja- kristalne (sive boje) i amorfne (bijele boje). Drugo, u kristalnom obliku bor ima više od 10 alotropskih modifikacija. Na primjer, atomi bora mogu se spojiti u skupine B 12 koje imaju oblik ikosaedra - dvadesetostranog (slika 2).

Riža. 2. Ikosaedarsko grupiranje atoma bora B 12 .

Ovi B 12 ikosaedri, zauzvrat, mogu biti smješteni jedan u odnosu na drugi u kristalu na različite načine:

Izotopi bora

U prirodi bor postoji kao dva stabilna izotopa 10 B (19,8%) i 11 B (80,2%). Njihovi maseni brojevi su 10, odnosno 11. Izotop bora 10 B ima pet protona i pet neutrona, dok izotop 11 B ima isti broj protona i četiri neutrona.

Postoji dvanaest umjetnih (radioaktivnih) izotopa bora s masenim brojevima od 5 do 17, od kojih je 8 B najstabilniji, s vremenom poluraspada od 0,77 s.

Ioni bora

Na vanjskoj energetskoj razini atoma bora postoje tri elektrona koji su valentni:

1s 2 2s 2 2p 1 .

Kao rezultat kemijska interakcija bor može izgubiti svoje valentne elektrone, tj. biti njihov donor, te se pretvoriti u pozitivno nabijeni ion (B 3+) ili prihvatiti elektrone drugog atoma, tj. biti njihov akceptor i pretvoriti se u negativno nabijeni ion (B 3-):

B 0 -3e → B 3+;

B 0 +3e → B 3- .

Molekula i atom bora

U slobodnom stanju, bor postoji u obliku monoatomskih molekula B. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu bora:

Legure bora

U metalurgiji se bor koristi kao dodatak čeliku i nekim legurama obojenih metala. Dodatak vrlo malih količina bora smanjuje veličinu zrna, što dovodi do poboljšanja mehaničkih svojstava legura. Primjenjuje se i površinsko zasićenje čeličnih proizvoda borom - boriranje, čime se povećava tvrdoća i otpornost na koroziju.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Vježbajte	Pronađite formulu spoja bora s vodikom (boran), koji ima sastav u masenim udjelima postotka: bor - 78,2; vodik - 21.8. Ako je masa 1 cm 3 tog plina jednaka masi 1 cm 3 dušika.
Riješenje	Maseni udio elementa X u molekuli sastava HX izračunava se sljedećom formulom: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100 %. Označimo broj molova elemenata koji čine spoj kao "x" (bor), "y" (vodik). Tada će molarni omjer izgledati ovako (vrijednosti relativnih atomske mase preuzeto iz periodnog sustava D.I. Mendeljejeva, zaokruženo na cijele brojeve): x:y = ω(B)/Ar(B) : ω(H)/Ar(H); x:y= 78,2/11: 21,8/1; x:y= 7,12:21,8= 1:3. Sredstva najjednostavnija formula spojevi bora s vodikom (boran) imat će oblik BH 3 i molekulska masa 14 g/mol. Prema stanju problema: m (N 2) \u003d M (N 2) × V (N 2) / V m \u003d 28 × 1 / 22,4 = 1,25 g. m(B x H y) = M(B x H y) × V(B x H y) / V m = M(B x H y) × 1 / 22,4. m(N 2) \u003d m (B x H y) \u003d M (B x H y) × 1 / 22,4; M (B x H y) \u003d m (N 2) × 22,4 = 1,25 × 22,4 = 28 g / mol. Da bismo pronašli pravu formulu tvari, nalazimo omjer dobivenih molarnih masa: M(B x H y) / M(BH 3) = 28 / 12 = 2. To znači da bi indeksi atoma bora i vodika trebali biti 2 puta veći, tj. boran formula će izgledati kao B 2 H 6 .
Odgovor	B2H6

Bor je peti kemijski element, pripada trećoj skupini glavne podskupine periodnog sustava D. I. Mendeljejeva. Pokazuje svojstva i metala i nemetala. U normalnom stanju, ovo je kristalna tvar blijedo smeđa. Naziv bor dolazi od arapske riječi "borak", koja označava jedan od najčešćih spojeva bora u prirodi - mineral boraks. Ako je bor bez nečistoća, onda je bezbojan. Prirodno se javlja u raznim vulkanskim i sedimentnim stijenama. Spojevi bora s nečistoćama također se često nalaze u obliku borosilikata, borata i drugih minerala u kojima je sadržan u malim koncentracijama. Njegovi spojevi prisutni su u većini termalnih izvora, morska voda, kao iu vodama koje prate naftna polja. Osim toga, bor se često nalazi u mnogim vrstama tla.

Povijesne činjenice

Prvi slobodni bor dobiven je 1808. Francuski kemičari Joseph Gay-Lussac i Louis Jacques Tenard, obnavljanjem bornog anhidrida, prethodno dobivenog kalciniranjem borne kiseline, uspjeli su dobiti novi element. Međutim, dobivena tvar sadržavala je ogroman broj nečistoća. Nakon 50 godina, fiziokemičar Henri St. Clair Deville i Friedrich Wöhler otkrili su da bor može postojati u dvije modifikacije: u kristalnom obliku poput dijamanta i amorfnom obliku, najsličnijem grafitu. Međutim, 1876. godine objavljen je članak u kojem njemački kemičar L. Gampe tvrdi da kristalni bor uopće nije elementaran, već je samo spoj aluminijevog borida AlB 12. Takva sudbina zadesi grafitoliki bor, francuski kemičar K. Joly daje čudnu formulu B 48 C 2 Al, koja se ne uklapa u klasičnu teoriju valencije elemenata. Kasnije, 1908. godine, Amerikanac Ezekiel Weintraub potvrdio je Gumpov stav o dijamantu sličnom boru i prvi izolirao ovaj kemijski element čistoće 99%.

Kemijska svojstva bora

U normalnim uvjetima bor ne pokazuje posebna svojstva i stoga se smatra inertnim elementom, koji reagira samo s fluorom. Amorfni bor je aktivniji od kristalnog bora. Međutim, s povećanjem temperature povećava se aktivnost bora, na primjer, pri dovoljno visokim temperaturama, bor počinje reagirati sa sumporom, kisikom i nekim halogenima. Bor počinje gorjeti crvenim plamenom kada temperatura poraste na 700⁰C. Pri izgaranju nastaje anhidrid bora koji je prozirna staklasta masa. S daljnjim povećanjem temperature, bor reagira s dušikom, stvarajući borov nitrit, s ugljikom - karbid, a također i s metalima - boride. Bor je netopljiv u kiselinama na normalnim temperaturama, s izuzetkom koncentrirane dušične kiseline. S alkalnim otopinama, bor se ponaša aktivnije, polako se otapa, stvara borate. Nakon detaljnijeg ispitivanja, bor otkriva mnoga svojstva zajednička sa silicijem, na primjer, borna kiselina, poput silicijske kiseline, ima slaba kisela svojstva i otapa se u fluorovodiku, tvoreći plinovite spojeve bora i silicija.

Primjena bora

Bor se koristi u raznim legurama čelika za poboljšanje određenih kvaliteta materijala, kao i otpornosti na koroziju. Izotop bora od 10 V sposoban je zadržati toplinske neutrone, zahvaljujući ovoj značajci koristi se za stvaranje posebnih šipki koje reguliraju rad nuklearnih reaktora. Plinoviti spoj bora BF 3 našao je primjenu kao brojači neutrona. Bor i spojevi kao što su karbidi, nitridi, fosfidi i slično naširoko se koriste kao dielektrici i dio su poluvodičkih materijala. Borna kiselina, zajedno sa solima, koristi se u organske reakcije kao katalizator. Također, derivati ​​bora su dio mnogih vrsta raketnog goriva.

Od posebnog je interesa takav spoj kao što je borov nitrid, koji može tvoriti cijele skupine spojeva sličnih organskim ugljikovim tvarima. Na primjer, bor nitrid heksahidrid ima mnogo toga zajedničkog s etanom u strukturi. Koristi se kao gorivo za električna vozila.

Boraks sapun

• Bor ima važnu ulogu u životu biljaka. S njegovim nedostatkom poremećeni su mnogi procesi povezani s oksidacijom energije i sintezom potrebnih tvari u biljnim tkivima. Pravovremena gnojidba tla sprječava bolesti biljaka i povećava prinos.
• Gen koji kontrolira koncentraciju bora unutar stanice također je povezan s jednom od rijetkih vrsta oštećenja rožnice u ljudskom oku.
• Svaki dan čovjek hranom unese od 1 do 3 mg bora. U tom slučaju doza od oko 4 g smatra se toksičnom.
• Bor je aktivno uključen u rast koštanog tkiva, povećavajući apsorpciju kalcija. Osim toga, utječe na zdravlje zglobova i njihovu pokretljivost.
• Za lijepu zelenu boju plamena u vatromete se često dodaju spojevi bora.
• Borna kiselina je svojevrsna iznimka, jer. zbog svojih slabosti svojstva kiselina može se naći u zemljinoj kori. Zbog toga se često naziva mineralom. Ako se kiselina zagrije s bornom kiselinom, tada se može dobiti još jedna slaba vrsta borne kiseline - metaborna kiselina. Međutim, postoje vrlo jake varijante borovih kiselina, na primjer, složena fluorborna kiselina H je proizvod reakcije kombinacije fluorovodika i bor trifluorida. U pogledu svojih svojstava, ova kiselina ni na koji način nije inferiorna ni od fluorovodične, ni od sumporne, ni od klorovodične kiseline.