I composti del boro più comuni sono i borati ovvero sali degli acidi borici ovvero acido borico o ortoborico H3BO3, acido metaborico HBO2 e acido piroborico H2B4O7.
Acido borico
Tra i composti del boro che hanno una particolare importanza vi sono quelli che derivano dall'acido H3BO3 il cui nome I.U.P.A.C. è acido triossoborico (III) , spesso indicato come acido borico o acido ortoborico.
L'acido borico si presenta in lamelle bianche, madreperlacee, untuose al tatto e si trova in natura nei soffioni boraciferi, nelle acque salsoiodiche e, allo stato cristallino, come sassolite.
L'acido borico è un acido debole che in soluzione acquosa si dissocia secondo la reazione di equilibrio:
H3BO3 + H2O ⇌ H2BO3– + H3O+
La soluzione concentrata bollente di H3BO3 scioglie gli ossidi di alluminio, rame, ferro, nichel e zinco. Riscaldando l'acido oltre i 100°C si forma l'acido diossoborico (III) noto come acido metaborico secondo la reazione:
H3BO3 → HBO2 + H2O
L'acido diossoborico (III) per riscaldamento a 140°C forma l'acido eptaossotetraborico (III) noto come acido tetraborico o acido piroborico H2B4O7 secondo la reazione:
4 HBO2 → H2B4O7 + H2O
Tra i composti del boro più importanti ricordiamo il borace Na2B4O7 ∙ 10 H2O (eptaossotetraborato (III) di sodio decaidrato noto come sodio borato, o sodio tetraborato decaidrato). Il borace, una volta riscaldato fonde dapprima nella sua acqua di cristallizzazione rigonfiandosi, poi perde la sua acqua di cristallizzazione e a 878 °C fonde originando una massa vetrosa secondo la reazione:
Na2B4O7 → 2 NaBO2 + B2O3
che discioglie gli ossidi metallici originando borati colorati ed infatti i saggi alla perla sono uno dei saggi per via secca per il riconoscimento dei cationi nell'analisi chimica quantitativa.
Preparazione del borace
Il borace può essere preparato in vari modi tra cui:
1) da acido borico: l'acido borico greggio viene trattato con una soluzione bollente di carbonato di sodio:
4 H3BO3 + Na2CO3 → Na2B4O7 + CO2 + 6 H2O
2) dal minerale ulexite NaCaB5O6(OH)6 ∙5 H2O per trattamento con carbonato di sodio e carbonato acido di sodio
3) dal minerale pandermite 4 CaO∙ 5 B2O3∙ 7 H2O H2O per trattamento con carbonato di sodio e carbonato acido di sodio
Usi: Il borace è usato nella preparazione di borati e perborato sodico, nella preparazione di vetri a basso coefficiente di dilatazione (vetro pirex) e con indice di rifrazione costante ( vetro ottico). Per il suo potere solvente nei confronti degli ossidi metallici viene usato come sgrassante e fondente per saldature.
Perborato sodico
Il perborato sodico NaBO3∙ 4 H2O si presenta in cristalli monoclini trasparenti, stabili alla temperatura ordinaria, che si decompongono fondendo a 60°C. la soluzione di perborato, stabile a temperatura ordinaria, libera a caldo l'ossigeno che contiene.
Il perborato si ottiene dal borace mescolandolo con soluzioni di acqua ossigenata e soda caustica:
Na2B4O7 + 2 NaOH + 4 H2O2 → 5 H2O + 4 NaBO3
oppure dall'acido borico per trattamento con acqua ossigenata e soda caustica:
H3BO3 + NaOH + H2O2 + H2O → NaBO3∙ 4 H2O
Il perborato viene usato come sbiancante dei tessuti e fibre tessili, nonché per preparare saponi e detergenti o come ossidante in genere.
