Borati: comportamento in acqua, usi

I borati sono anioni poliatomici in cui è presente ossigeno e boro e costituiscono la forma in cui il boro si presenta più spesso in natura nei borati e borosilicati
I borati più semplici hanno formula BO₃^3- e geometria planare trigonale analoghi ai carbonati con cui sono isoelettronici.

Oltre che dalla unità strutturale BO₃ possono essere costituiti da BO₄ a geometria tetraedrica unite tra loro tramite atomi di ossigeno condivisi e possono avere una struttura ciclica o lineare.

Ioni polimerici

Facendo reagire l’acido borico o l’ossido di boro con ossidi metallici si ottengono ioni borati polimerici come:

• diborati B₂O₅^4- come Mg₂B₂O₅
• triborati B₃O₇^5- come CaAlB₃O₇
• tetraborati B₄O₉^6- come Li₄B₄O₉
• metaborati contenenti la struttura lineare costituita da (BO₂^–)_n

Comportamento in acqua dei borati

In soluzione acquosa il borato esiste in diverse forme.

In condizioni acide o quasi neutre la forma prevalente è quella dell’acido borico H₃BO₃ o, più correttamente B(OH)₃ il cui valore di pK_a è di circa 9. Tuttavia l’acido borico non si dissocia in soluzione ma la sua acidità è dovuta alla reazione con le molecole di acqua.

Infatti l’acido borico si comporta da acido di Lewis accettando lo ione OH^– derivante dall’autoionizzazione dell’acqua che si comporta da base di Lewis. Dall’equilibrio tra acido borico e acqua si forma il tetraidrossiborato;
B(OH)₃ + H₂O ⇄ B(OH)₄^– + H⁺

A valori di pH compresi tra 7 e 10 si formano i poliidrossiborati:
4 B(OH)₄^– +2 H⁺   ⇄  B₄O₅(OH)₄^2- + 7 H₂O

Usi dei borati

Esplicano i loro effetti nei più diversi campi nei quali sono utilizzati.

Hanno effetto:

• Sbiancante e pertanto sono usati nei detersivi per bucato e in altri prodotti per la pulizia.
• Vetrificante modificando la struttura del vetro rendendolo più resistente al calore e agli agenti chimici
• Disperdente e sono usati per controllare la viscosità di vernici, adesivi e cosmetici
• Combinati con lo zinco, sono utilizzati per ritardare la fiamma e sopprimere il fumo nei polimeri.
• Quali inibitori della corrosione. Essi infatti interagiscono con il ferro formando una pellicola protettiva
• Nell’inibizione di processi metabolici. Sono quindi usati nel controllo degli insetti, batteri e funghi e quindi usati nei materiali quali legno e cosmetici