Dal pollo all'uomo. Di solito dicono: - "Dalla scimmia". Ma non si tratta di evoluzione, ma di dimostrare l'importanza boro per il corpo.

Fino al 1981 l'elemento era considerato insignificante, non richiedendo l'inclusione nella dieta. Le convinzioni degli scienziati hanno scosso i polli.

La loro coltivazione ha avuto più successo se il cibo includeva boro. La sua necessità per i polli è stata dimostrata nel 1985 e negli anni '90 è arrivata agli esseri umani.

È venuto fuori che il boro è un elemento sostenere la densità ossea.

Inoltre, la sostanza mantiene la normale produzione di ormoni sia maschili che femminili, cioè estrogeni e progesterone.

Gli esperimenti hanno dimostrato che l'assunzione preparati a base di boro, le persone perdono il 40% in meno e il 33% con .

Proprietà del boro

Bor - elemento chimico in piedi sotto il 5° numero. La struttura della materia è atomica.

Questo è tipico per i metalli, tuttavia, il boro non si applica a loro. L'elemento è un'eccezione nel suo gruppo di non metalli.

Essi, infatti, nel sistema periodico sono sopra e sopra la linea tracciata dal boro a.

I non metalli sono caratterizzati da una struttura molecolare, ma la quinta sostanza è fuori dalle regole.

Il reticolo atomico fornisce all'eroe una resistenza alla trazione record di 5,7 ettopascal.

Non c'è da stupirsi fibroso boro - chimica. elemento aggiunto ai materiali compositi.

Sono creati artificialmente combinando componenti con proprietà diverse. Di conseguenza, si ottengono strutture leggere, ma rigide, durevoli e resistenti all'usura.

Atomi di boro costituito da 5 protoni e lo stesso numero, o 6, neutroni. Di conseguenza, ci sono due isotopi naturali: - 10° e 11°.

5 particelle ruotano sui gusci di elettroni di un atomo di un elemento. Due elettroni si trovano nell'orbita più vicina al nucleo e tre in quella lontana.

Pertanto, lo standard valenza del boroè uguale a +3. La valenza si riferisce alla capacità di un atomo di formare un certo numero di legami chimici con altri elementi.

Tre elettroni, pronti ad interagire, forniscono al 5° elemento un'elevata attività chimica.

Tipica, ad esempio, è la reazione di sinterizzazione con polveri metalliche. Si formano i bordi. La quinta sostanza "si sforza" e per. È vero, il boroidruro formato è instabile.

Ma ossidi di boro resistente. Questi ultimi sono ottenuti, di regola, ad alte temperature da ossidi di altri elementi. Pertanto, il boro può sostituire il carbonio monossido di carbonio, silicone dentro .

Composti di boro ne sono gli unici rappresentanti in natura. In forma libera, il 5° elemento si ottiene solo nei laboratori.

Per la prima volta, l'esperimento ha avuto successo da Henri Moissan. Il chimico francese ha sviluppato un metodo magnesio-termico per ottenere puro boro. Elemento della tavola periodica estratto durante la reazione: B 2 O 3 + 3Mg -à3MgO + 2B.

Allo stesso tempo, il boro finale è stato contaminato da impurità non più del 10%. È stato possibile considerare l'aspetto dell'elemento.

È materia grigia e dura. Può essere sciolto solo a 4000 gradi Celsius.

I due isotopi naturali del boro differiscono significativamente nelle loro caratteristiche, in particolare nella sezione d'urto di cattura dei neutroni termici.

Questi ultimi provocano reazioni atomiche. La sezione d'urto di cattura è la capacità del nucleo di boro di catturare neutroni lenti. Se l'indicatore è grande, puoi regolare il corso della reazione, fermarlo.

Ciò significa che le sostanze con un'ampia sezione trasversale di cattura sono adatte per le barre dei reattori nucleari. Degli isotopi del boro, solo uno è adatto. Quale, diremo nel prossimo capitolo.

Applicazione del boro

Il peso leggero è adatto per le aste del reattore isotopo di boro, cioè B10. Non ha solo una grande sezione trasversale di cattura, ma il primo tra tutti gli elementi della tavola periodica.

L'undicesima fresa, al contrario, ha l'indicatore più piccolo. Di conseguenza, una versione pesante della quinta sostanza può essere utilizzata nella zona calda dei reattori. Cioè, il B11 è un eccellente materiale strutturale per le centrali nucleari.

L'industria nucleare valuta non solo boro puro, ma anche la sua connessione con .

Questo è il gas necessario nei contatori di neutroni termici. Sono anche chiamati boro. L'apparecchio funge da ricevitore di radiazioni.

Nei reattori nucleari, e non solo, tra l'altro, tornano utili la refrattarietà e la resistenza al calore del boro.

Pertanto, l'elemento diventa un'aggiunta a molti . Molto spesso, saturano la loro superficie.

Questo processo è chiamato noioso. Sottoposto a lui, di regola. La loro superficie diventa più durevole e resistente alla corrosione.

Di conseguenza, l'acciaio borato può essere utilizzato in ambienti aggressivi e sopportare carichi d'urto maggiori.

I carburi di boro, cioè le mescole con carbonio, sono da tempo utilizzati dagli odontotecnici. Ti chiedi perché si chiamano così?

Perché le punte dei dispositivi sono realizzate in una lega con il carburo del 5° elemento. Tale perforazione dei denti è più rapida ed efficiente.

Formula di boro c: — B 4 C. Esiste anche un composto più raro B 13 C 2 . Entrambi sono ottimi abrasivi perché, come .

I nitruri della quinta sostanza, cioè i suoi composti, sono ottimi semiconduttori.

La loro conduttività specifica è maggiore di quella dei dielettrici, ma inferiore a quella dei metalli.

I semiconduttori sono necessari in circuiti integrati, transistor, optoelettronica.

Il segreto dei materiali è che all'aumentare della temperatura, iniziano a condurre meglio la corrente. I normali conduttori in calore, al contrario, perdono le loro proprietà.

Estrazione del boro

Nei composti, il boro viene estratto dall'interno della terra. In media, ci sono 4 grammi del 5° elemento per tonnellata di roccia.

Soprattutto, circa 100 microgrammi per chilogrammo di roccia, in boro. Viene anche ricercato dove sono presenti terreni alcalini.

Sono i più saturi dell'elemento. È interessante notare che può anche essere estratto dalle piante marine. In essi, la quinta sostanza è di 120 microgrammi per chilo.

Tra i minerali, l'ulexite è la più ricca di boro. I suoi giacimenti, ad esempio, si stanno sviluppando in Cile. Le riserve totali sono stimate in 30.000.000 di tonnellate.

Tutti i depositi si trovano nel deserto di Atacama. Le prime consegne da qui iniziarono a metà dell'800, subito dopo la costruzione della ferrovia nel paese.

Quanto costasse il boro in quegli anni non è detto. Tuttavia, possiamo scoprire il prezzo attuale.

Prezzo del boro

Il costo di produzione dipende dal tipo e dal volume. Quindi, in metallurgia hai bisogno di un pulito, boro amorfo.

L'amorfa è una sostanza che non ha un reticolo cristallino.

Se gli industriali acquisiscono un elemento cristallino, allora viene frantumato il più possibile.

Quindi, la polvere di boro amorfo in una confezione da 15 chilogrammi costa circa 9.000 rubli.

Tuttavia, ci sono proposte in cui un chilo è stimato a soli 50 rubli. Qui è già necessario raccogliere un dossier sul fornitore.

Il motivo del basso costo potrebbe essere la contaminazione del boro, una grande percentuale di impurità. Tuttavia, ci sono anche offerte oneste, soprattutto per le consegne all'ingrosso.

Per quanto riguarda i composti del 5° elemento, per i carburi danno da 100 a 700 rubli. Questo è il prezzo per 1000 grammi.

La ripartizione del costo è giustificata formule diverse e proprietà dei carburi. Per un chilo di anidride borica, devi pagare circa 250 e per il nitruro - diverse migliaia di rubli.

Incontra e organobor. Questo è un fertilizzante complesso, perché se il 5° elemento non fosse necessario alle piante, come il corpo umano, non verrebbe estratto dalle alghe. La confezione tipica di organobor è un litro. Il suo costo è di 350-400 rubli.

Bor o Borum (lat.)è un elemento non metallico. Ci sono due forme: amorfa e cristallina. Il tipo amorfo è una polvere marrone, inodore e insapore. Ha un punto di fusione molto alto. La forma cristallina dell'elemento è cristalli rosso granato. Sono molto duri, secondo questo indicatore possono essere paragonati al diamante e allo stesso tempo fragili. L'elemento è chimicamente inerte a condizioni di temperatura standard.

Il nome dell'elemento era dato dall'antico nome di uno dei composti "borace". Inoltre, sia in latino che in arabo erano vicini: borace "e barbabietola". Fu scoperto nel 1808 quasi contemporaneamente da due scienziati - Gay-Lussac (Francia) e Denis (Inghilterra) e usarono metodi diversi.

In natura si presenta solo sotto forma di acido borico o sali da esso formati (borati e poliborati). A la crosta terrestre contenuto è di circa un millesimo di percento.

Le connessioni degli elementi sono spesso utilizzate in produzione industriale acciaio per aumentare la durezza e la resistenza alle alte temperature, necessaria per la realizzazione di reattori nucleari o razzi. è attivamente utilizzato dall'industria chimica (compositi, detersivi, materiali fotografici, carburanti) e vetraria.

L'azione del boro e il suo ruolo biologico

L'azione di un macroelemento sulla vita umana mostra tutta la sua importanza. Gli scienziati hanno dimostrato che il boro è richiesto da tutti gli esseri viventi su questo pianeta: piante, animali e, naturalmente, è necessario per una persona e, di conseguenza, il suo ruolo biologico essenziale per il normale funzionamento dell'organismo.

Nel nostro corpo, questa sostanza è concentrata nei tessuti delle ossa e dello smalto dei denti, partecipa persino alla loro formazione. Ce n'è anche molto nel cervello, nei muscoli, nel fegato, nei polmoni e nei reni. È molto importante per gli uomini e la loro capacità di procreare, perché è contenuto nei testicoli. È interessante notare che il plasma sanguigno dei neonati è altamente saturo di boro, ma la sua quantità inizia a diminuire molto rapidamente e durante i primi giorni di vita.

È difficile sopravvalutare le funzioni del boro e la loro influenza sulla vita umana:

È anche in grado di alleviare l'infiammazione e ridurre i tumori.

Tariffa giornaliera

La norma giornaliera di un macronutriente è 1-3 mg. I dosaggi per uomini e donne sono diversi. Ad esempio, il sesso più forte ha bisogno di 0,6-1,5 mg e belle signore hai bisogno di un po 'di più - 1-2 mg. Possono sorgere problemi quando si ricevono meno di 0,2 mg e più di 4 grammi.

Atleti, persone con urolitiasi e donne in menopausa richiedono un aumento delle norme quotidiane, ma tenendo conto delle raccomandazioni di un medico.

Carenza di boro: che effetto ha una carenza di un elemento sul corpo?

Una carenza di macronutrienti è un fenomeno piuttosto raro e può verificarsi con un'assunzione insufficiente dal cibo e una violazione del metabolismo e della digeribilità.

I primi sintomi sono molto simili alle manifestazioni dell'osteoporosi: problemi ai capelli, alle unghie e ai denti, e possono anche comparire dolore nelle articolazioni e nelle ossa. Il sistema nervoso centrale soffre, a causa del quale una persona diventa distratta, assonnata, le sue reazioni rallentano.

Una carenza più lunga dell'elemento porta a sintomi e malattie spiacevoli:

• osteoporosi negli anziani e nelle donne in menopausa;
• diminuzione dell'immunità;
• cambiamenti nella composizione del sangue;
• ritardo della crescita nei bambini;
• diminuzione dell'attività cerebrale e, di conseguenza, delle capacità mentali;
• interruzione del sistema endocrino;
• difficile guarigione di ferite, ferite e fratture;
• predisposizione allo sviluppo del diabete mellito.

La carenza è abbastanza facile da colmare con l'aiuto di una dieta competente.

Boro in eccesso

Un eccesso di un macronutriente può verificarsi durante l'assunzione di farmaci contenenti boro; è quasi impossibile ottenere una quantità eccessiva di un elemento con il cibo.

Un sovradosaggio regolare di 3 mg può causare segni di avvelenamento a causa delle sue qualità tossiche. Perdita di appetito, eruzioni cutanee, vomito, diarrea, mal di testa, ansia. Sovradosaggi più lunghi e incontrollati possono causare malattie dell'apparato digerente, malattie dei reni, del fegato e del sistema nervoso centrale.

La sovrabbondanza nel corpo può verificarsi nelle aree industriali dove ambiente(aria, acqua e suolo) sono contaminati da derivati ​​tossici del boro. In questo caso, sintomi come irritazione delle mucose e del rinofaringe, danni ai polmoni possono comparire abbastanza rapidamente.

Di solito, il boro, dopo l'assorbimento, viene escreto dal corpo attraverso i reni, ma in caso di sovradosaggio inizia ad accumularsi nell'intestino e nello stomaco, causando irritazione, infiammazione e intossicazione, che possono interessare anche altri organi.

Il boro non provoca alcun effetto sulla pelle esterna, se non in concentrazioni molto elevate, così come non provoca cambiamenti mutazionali nel corpo.

Fonti contenenti questa sostanza

I prodotti che contengono boro possono essere principalmente attribuiti all'origine vegetale: lo sono noci, prugne, uvetta, legumi, uva, mele, semi di soia, miele, datteri, frutti di mare.

L'acqua potabile di alcune regioni del nostro pianeta contiene una quantità molto grande dell'elemento. E 'degno di nota gente del posto meno spesso a volte soffre di malattie delle articolazioni.

I prodotti di origine animale (carne, pesce, uova, latticini) sono piuttosto poveri di boro, quindi difficilmente puoi contare su di essi.

C'è un altro punto interessante: le bevande come il sidro, la birra e il vino sono molto ricche di boro, ma a condizione che siano preparate secondo le ricette classiche utilizzando prodotti naturali. Tuttavia, non esagerare nel loro uso: ci saranno molti più danni.

Ci sono alcune sostanze, l'interazione del boro con le quali può portare a conseguenze inaspettate. Ad esempio, il boro rallenta l'assorbimento della vitamina C, aminoacidi contenenti zolfo e rame. E, al contrario, è in grado di potenziare l'effetto di alcol e antibiotici.

Indicazioni per appuntamento

Le indicazioni per la nomina di un macronutriente sono ridotte al complesso trattamento dell'osteoporosi, al ripristino delle condizioni delle donne durante la menopausa.

BOR (Latin Borum), B, un elemento chimico del III gruppo della forma corta (il 13° gruppo della forma lunga) sistema periodico, numero atomico 5, massa atomica 10,811; non metallico Esistono due isotopi stabili in natura: 10 V (19,9%) e 11 V (80,1%); isotopi ottenuti artificialmente con numeri di massa 7-19.

Riferimento storico. I composti naturali del boro, principalmente borace, sono noti fin dall'alto medioevo. Il borace, o tinkal, veniva importato in Europa dal Tibet, veniva utilizzato nella forgiatura dei metalli, principalmente oro e argento. Dal nome arabo buraq (burak) e dal tardo latino borace (borace), deriva il nome dell'elemento. Il boro fu scoperto nel 1808: J. Gay-Lussac e L. Tenard isolarono l'elemento dall'ossido di B 2 O 3 riscaldandolo con potassio metallico, G. Davy - mediante elettrolisi di B 2 O 3 fuso.

Distribuzione in natura. Il contenuto di boro nella crosta terrestre è del 5,10 -3% in peso. Non si presenta in forma libera. I minerali più importanti: borace Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, kernite Na 2 B 4 O 7 -4H 2 O, colemanite Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O, ecc. Il boro è concentrato sotto forma di borati di potassio ed elementi alcalino terrosi in rocce sedimentarie(vedi borati naturali, minerali di boro).

Proprietà. Configurazione esterna guscio di elettroni atomo di boro 2s 2 2p 1 ; stato di ossidazione +3, raramente +2; Elettronegatività di Pauling 2,04; raggio atomico 97 pm, raggio ionico B 3+ 24 (coordinamento numero 4), raggio covalente 88 pm. Energia di ionizzazione B 0 → B + → B 2+ → B 3+ 801, 2427 e 3660 kJ/mol. Il potenziale dell'elettrodo standard della coppia B (OH) 3 / B 0 è -0,890 V.

Il boro esiste in diverse modificazioni allotropiche. A temperature inferiori a 800 °C si forma boro amorfo (polvere scura, densità 2350 kg/m con una sfumatura rossastra, la più stabile), 1200-1500 °C - modificazioni tetragonali. A temperature superiori a 1500 °C, la modifica β-romboedrica è stabile. Reticoli cristallini di tutti i tipi sono costituiti da icosaedri B 12 diversamente confezionati nel cristallo. Per la modifica β-romboedrica: t PL 2074 °C, t KIP 3658 °C, densità 2340 kg / m 3 (293 K), conducibilità termica 27,0 W / (m K) (300 K).

Il boro è diamagnetico, la suscettibilità magnetica specifica è -0,78·10 m 3 /kg. È un semiconduttore di tipo p con un gap di banda di 1,56 eV. La durezza del boro sulla scala di Mohs è 9,3. È caratterizzato da un'elevata capacità di assorbire i neutroni (per l'isotopo 10 V, la sezione d'urto di cattura dei neutroni termici è 3,8 10 -25 m 2).

Il boro è chimicamente inerte. Reagisce con l'ossigeno a temperature superiori a 700 ° C, formando un ossido vetroso B 2 O 3. A temperature superiori a 1200 ° C, il boro interagisce con N 2 e NH 3, dando nitruro di boro BN. Si forma con P e As a temperature superiori a 700°C fosfuri e arseniuri, che sono semiconduttori ad alta temperatura. A temperature superiori a 2000 °C, il boro reagisce con il carbonio per formare carburi di boro. Con alogeni a temperature elevate, forma trialogenuri volatili, che sono facilmente idrolizzati e tendono a formare complessi di tipo H; il boro non interagisce con idrogeno, acqua, acidi e soluzioni alcaline. HNO 3 concentrato e acqua regia ossidano il boro ad acido ortoborico H 3 BO 3 . La fusione di boro con alcali in presenza di un agente ossidante provoca la formazione di borati. Forma boruri con metalli ad alte temperature. Dall'azione degli acidi sui boruri si possono ottenere boroidruri, caratterizzati da reazioni di addizione con formazione di boroidruri metallici. Per i composti organoelementi del boro, vedere l'articolo Composti organoboro.

Il boro appartiene ai microelementi, il suo contenuto nei tessuti vegetali e animali è del 10-10-4%. Il boro è coinvolto nel metabolismo dei carboidrati-fosfato. Il consumo umano di alimenti ricchi di boro provoca una violazione del metabolismo di carboidrati e proteine, che porta a malattie gastrointestinali. Il boro è un elemento biogenico necessario per la vita delle piante. Con una carenza o un eccesso di boro nei tessuti vegetali, solitamente associato a una carenza o eccesso dell'elemento nel terreno, si verificano cambiamenti morfologici e malattie delle piante (gigantismo, nanismo, punti di crescita alterati, ecc.). Piccole quantità di boro aumentano notevolmente la resa di molte colture (vedi Microfertilizzanti).

Ricevuta. Nell'industria, il boro si ottiene dai borati naturali: la colemanite e l'inioite vengono lavorate con il metodo alcalino con rilascio di boro sotto forma di borace, la boracite viene lavorata con il metodo acido con la formazione di acido ortoborico, che viene convertito in B 2 O 3 ad una temperatura di circa 235°C. Il boro amorfo si ottiene per riduzione di borace o B 2 O 3 con metalli attivi - Mg, Na, Ca, ecc., nonché per elettrolisi di una fusione di Na o K, boro cristallino - per riduzione di alogenuri BCl 3 o BF 3 con idrogeno, decomposizione di alogenuri e idruri di boro (principalmente B 2 H 6) a una temperatura di 1000-1500 ° C o cristallizzazione di boro amorfo.

Applicazione. Il boro è usato come componente di leghe resistenti alla corrosione e al calore, come il ferroboro, una lega di Fe con il 10-20% di B, materiali compositi (boroplastici). Una piccola aggiunta di boro (frazioni di percentuale) aumenta significativamente le proprietà meccaniche dell'acciaio e delle leghe di metalli non ferrosi. La superficie dei prodotti siderurgici è saturata di boro (boridante) al fine di migliorare le proprietà meccaniche e di corrosione. Il boro è usato come semiconduttore per la fabbricazione di termistori. Circa il 50% dei composti di boro artificiale e naturale ottenuti vengono utilizzati nella produzione di vetro, fino al 30% - nella produzione di detergenti. Molti boruri sono usati come materiali da taglio e abrasivi. Il ferromagnete Nd 2 Fe 14 V viene utilizzato per la produzione di potenti magneti permanenti, la lega ferromagnetica Co-Pt-Cr-B viene utilizzata come mezzo per la registrazione nei moderni supporti informatici. Il boro e le sue leghe sono assorbitori di neutroni nella produzione di barre di controllo per reattori nucleari.

Lett.: Boro, suoi composti e leghe. K., 1960; Golikova O., Samatov S. Bor e i suoi composti semiconduttori. Tash., 1982; Chimica del boro al millennio / Ed. RV King. Amst.; Oxf., 1999.

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

DEFINIZIONE

Bor- quinto Elemento Tavola periodica. Designazione - B dal latino "borum". Situato nel secondo periodo, gruppo IIIA. Si riferisce ai non metalli. La carica nucleare è 5.

Il boro è relativamente raro in natura; il contenuto totale nella crosta terrestre è di circa il 10 -3% (wt.).

I principali composti naturali del boro includono l'acido borico H 3 BO 3 ei sali degli acidi borici, di cui il borace Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O è il più noto.

In condizioni normali, il boro è una sostanza a struttura cristallina (sinconia romboedrica) di colore grigio scuro (Fig. 1). Refrattario (punto di fusione 2075 o C, punto di ebollizione 3700 o C), diamagnetico, ha proprietà di semiconduttore.

Riso. 1. Bor. Aspetto esteriore.

Peso atomico e molecolare del boro

Peso molecolare relativo M rè la massa molare della molecola, riferita a 1/12 della massa molare dell'atomo di carbonio-12 (12 C). Questa è una quantità adimensionale.

Massa atomica relativa A rè la massa molare di un atomo di una sostanza, riferita a 1/12 della massa molare di un atomo di carbonio-12 (12 C).

Poiché il boro esiste allo stato libero sotto forma di molecole monoatomiche B, i valori del suo atomico e peso molecolare incontro. Sono pari a 10.806.

Allotropia e modificazioni allotropiche del boro

Il boro è caratterizzato dalla manifestazione dell'allotropia, ad es. esistenza sotto forma di più sostanze semplici dette modificazioni allotropiche (allotropiche). Primo, il boro esiste in due stati di aggregazione- cristallino (di colore grigio) e amorfo (di colore bianco). In secondo luogo, nella forma cristallina, il boro ha più di 10 modificazioni allotropiche. Ad esempio, gli atomi di boro possono essere combinati in gruppi B 12 che hanno la forma di un icosaedro - a venti lati (Fig. 2).

Riso. 2. Raggruppamento icosaedrico di atomi di boro B 12 .

Questi icosaedri B 12, a loro volta, possono essere posizionati l'uno rispetto all'altro nel cristallo in diversi modi:

Isotopi del boro

In natura, il boro esiste come due isotopi stabili 10 B (19,8%) e 11 B (80,2%). I loro numeri di massa sono rispettivamente 10 e 11. L'isotopo 10 B del boro ha cinque protoni e cinque neutroni, mentre l'isotopo 11 B ha lo stesso numero di protoni e quattro neutroni.

Esistono dodici isotopi artificiali (radioattivi) del boro con numeri di massa compresi tra 5 e 17, di cui 8 B è il più stabile, con un'emivita di 0,77 s.

Ioni di boro

Sul livello di energia esterno dell'atomo di boro, ci sono tre elettroni che sono di valenza:

1s 2 2s 2 2p 1 .

Di conseguenza interazione chimica il boro può perdere i suoi elettroni di valenza, cioè essere il loro donatore e trasformarsi in uno ione caricato positivamente (B 3+) o accettare elettroni da un altro atomo, ad es. essere il loro accettore e trasformarsi in uno ione caricato negativamente (B 3-):

SI 0 -3e → SI 3+;

B 0 +3e → B 3- .

Molecola e atomo di boro

Allo stato libero, il boro esiste sotto forma di molecole monoatomiche B. Ecco alcune proprietà che caratterizzano l'atomo e la molecola del boro:

Leghe di boro

In metallurgia, il boro è usato come additivo per l'acciaio e alcune leghe non ferrose. L'aggiunta di piccolissime quantità di boro riduce la granulometria, il che porta ad un miglioramento delle proprietà meccaniche delle leghe. Viene utilizzata anche la saturazione superficiale dei prodotti in acciaio con boro: il boro, che aumenta la durezza e la resistenza alla corrosione.

Esempi di problem solving

ESEMPIO 1

ESEMPIO 2

Esercizio	Trova la formula per il composto di boro con idrogeno (borano), che ha una composizione in frazioni di massa di una percentuale: boro - 78,2; idrogeno - 21.8. Se la massa di 1 cm 3 di questo gas è uguale alla massa di 1 cm 3 di azoto.
Soluzione	La frazione di massa dell'elemento X nella molecola della composizione HX è calcolata dalla seguente formula: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Indichiamo il numero di moli degli elementi che compongono il composto come "x" (boro), "y" (idrogeno). Quindi, il rapporto molare sarà simile a questo (valori di relativi masse atomiche tratto dalla Tavola Periodica del D.I. Mendeleev, arrotondato per eccesso a numeri interi): 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. Significa la formula più semplice i composti di boro con idrogeno (borano) avranno la forma BH 3 e massa molare 14 g/mol. Secondo la condizione del problema: m (N 2) \u003d M (N 2) × V (N 2) / V m \u003d 28 × 1 / 22,4 \u003d 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 \u003d 1,25 × 22,4 \u003d 28 g / mol. Per trovare la vera formula di una sostanza, troviamo il rapporto tra le masse molari ottenute: M(B x H y) / M(BH 3) = 28 / 12 = 2. Ciò significa che gli indici degli atomi di boro e di idrogeno dovrebbero essere 2 volte superiori, cioè la formula del borano assomiglierà a B 2 H 6 .
Risposta	B2H6

Il boro è il quinto elemento chimico, appartiene al terzo gruppo del sottogruppo principale del sistema periodico di D. I. Mendeleev. Presenta proprietà sia dei metalli che dei non metalli. Nello stato normale, questo è sostanza cristallina Marrone chiaro. Il nome boro deriva dalla parola araba "borak", che denota uno dei composti di boro più comuni in natura: il minerale borace. Se il boro è privo di impurità, allora è incolore. Si trova naturalmente in varie rocce vulcaniche e sedimentarie. I composti del boro con impurità si trovano spesso anche sotto forma di borosilicati, borati e altri minerali in cui è contenuto in piccole concentrazioni. I suoi composti sono presenti nella maggior parte delle sorgenti termali, acqua di mare, nonché nelle acque che accompagnano i giacimenti petroliferi. Inoltre, il boro si trova spesso in molti tipi di terreno.

Fatti storici

Il primo boro libero fu ottenuto nel 1808. I chimici francesi Joseph Gay-Lussac e Louis Jacques Tenard, ripristinando l'anidride borica, precedentemente ottenuta calcinando acido borico, riuscirono ad ottenere nuovo elemento. Tuttavia, la sostanza risultante conteneva un numero enorme di impurità. Dopo 50 anni, il fisiochimico Henri St. Clair Deville e Friedrich Wöhler hanno scoperto che il boro può esistere in due modifiche: in una forma cristallina simile a un diamante e in una forma amorfa, molto simile alla grafite. Tuttavia, nel 1876 fu pubblicato un articolo in cui il chimico tedesco L. Gampe sostiene che il boro cristallino non è affatto elementare, ma è solo un composto del boruro di alluminio AlB 12 . Tale destino tocca al boro simile alla grafite, il chimico francese K. Joly fornisce una strana formula B 48 C 2 Al, che non si adatta alla teoria classica della valenza degli elementi. Successivamente, nel 1908, l'americano Ezekiel Weintraub confermò la posizione di Gump sul boro simile al diamante e fu il primo a isolare questo elemento chimico con una purezza del 99%.

Proprietà chimiche del boro

In condizioni normali, il boro non presenta particolari proprietà ed è quindi considerato un elemento inerte, reagendo solo con il fluoro. Il boro amorfo è più attivo del boro cristallino. Tuttavia, con l'aumento della temperatura, l'attività del boro aumenta, ad esempio, a temperature sufficientemente elevate, il boro inizia a reagire con zolfo, ossigeno e alcuni alogeni. Il boro inizia a bruciare con una fiamma rossa quando la temperatura sale a 700⁰C. Durante la combustione si forma anidride boro, che è una massa vetrosa trasparente. Con un ulteriore aumento della temperatura, il boro reagisce con l'azoto, formando nitrito di boro, con carbonio - carburo e anche con metalli - boruri. Il boro è insolubile negli acidi a temperatura normale, ad eccezione dell'acido nitrico concentrato. Con soluzioni alcaline, il boro si comporta più attivamente, dissolvendosi lentamente, forma borati. Un esame dettagliato del boro rivela molte proprietà in comune con il silicio, ad esempio l'acido borico, come l'acido silicico, ha proprietà acide deboli e si dissolve in acido fluoridrico, con la formazione di composti gassosi rispettivamente di boro e silicio.

Applicazione del boro

Il boro viene utilizzato in varie leghe di acciaio per migliorare alcune qualità del materiale, nonché la resistenza alla corrosione. L'isotopo del boro a 10 V è in grado di trattenere i neutroni termici, grazie a questa caratteristica viene utilizzato per creare speciali barre che regolano il funzionamento dei reattori nucleari. Il composto gassoso di boro BF 3 ha trovato applicazione come contatore di neutroni. Boro e composti come carburi, nitruri, fosfuri e simili sono ampiamente usati come dielettrici e fanno parte di materiali semiconduttori. L'acido borico, insieme ai sali, è usato in reazioni organiche come catalizzatore. Inoltre, i derivati ​​del boro fanno parte di molti tipi di carburante per razzi.

Di particolare interesse è un composto come il nitruro di boro, che può formare interi gruppi di composti simili a sostanze di carbonio organico. Ad esempio, l'esaidruro di nitruro di boro ha molto in comune con l'etano nella struttura. Viene utilizzato come carburante per i veicoli elettrici.

Sapone al borace

• Il boro svolge un ruolo importante nella vita vegetale. Con la sua carenza, molti processi associati all'ossidazione dell'energia e alla sintesi delle sostanze necessarie nei tessuti vegetali vengono interrotti. La fertilizzazione tempestiva del terreno previene le malattie nelle piante e aumenta la resa.
• Il gene che controlla la concentrazione di boro all'interno della cellula è anche associato a uno dei rari tipi di deplezione corneale nell'occhio umano.
• Ogni giorno, una persona consuma da 1 a 3 mg di boro con il cibo. In questo caso, una dose di circa 4 g è considerata tossica.
• Il boro è attivamente coinvolto nella crescita del tessuto osseo, aumentando l'assorbimento del calcio. Inoltre, influisce sulla salute delle articolazioni e sulla loro mobilità.
• Per il bel colore verde della fiamma, ai fuochi d'artificio vengono spesso aggiunti composti di boro.
• L'acido borico è una specie di eccezione, perché. a causa delle loro debolezze proprietà acide può essere trovato nella crosta terrestre. Di conseguenza, è spesso chiamato minerale. Se l'acido viene riscaldato con acido borico, è possibile ottenere un altro tipo debole di acido boro: l'acido metaborico. Tuttavia, esistono varianti molto forti degli acidi di boro, ad esempio il complesso acido fluoroborico H è il prodotto di reazione della combinazione di acido fluoridrico e trifluoruro di boro. In termini di proprietà, questo acido non è in alcun modo inferiore all'acido fluoridrico, solforico o cloridrico.