ผงโบรอน CAS 7440-42-8

ผงโบรอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสูตรโมเลกุล B, CAS {{0}} ส่วนประกอบหลักคือโบรอน โดยมีสัญลักษณ์ธาตุ B โบรอนเป็นผงสีดำหรือสีน้ำตาลเข้ม มีจุดหลอมเหลว 2,076 องศา จุดเดือด : 3927 องศา . โบรอนธรรมดามีหลาย allotropes โบรอนอสัณฐานเป็นผงสีน้ำตาล และโบรอนผลึกมีสีเทาดำ โบรอนที่เป็นผลึกมีความเฉื่อย ในขณะที่โบรอนอสัณฐานยังมีฤทธิ์อยู่ โบรอนมีความแข็งใกล้เคียงกับเพชรและมีความต้านทานสูงกว่า แต่ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เป็นตัวนำที่ดีที่อุณหภูมิสูง โบรอนมีไอโซโทป 14 ไอโซโทป ซึ่งมีเพียง 2 ไอโซโทปเท่านั้นที่เสถียร ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นตัวนำที่อ่อนแอ ตัวนำที่ดีที่อุณหภูมิสูง ส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของกรดบอริกและเกลือบอเรต ประมาณ 200 ปีก่อนคริสตกาล อียิปต์โบราณ โรม และบาบิโลนใช้บอแรกซ์เพื่อทำแก้วและเชื่อมทองคำ คูแซ็ก นักเคมีชาวฝรั่งเศสลดกรดบอริกด้วยโพแทสเซียมที่เป็นโลหะเพื่อผลิตโบรอนอย่างง่าย ปริมาณโบรอนในเปลือกโลกคือ 0.001% โบรอนเป็นของแข็งสีเทาดำหรือสีเงิน ผลึกโบรอนมีสีดำ มีความแข็งเป็นอันดับสองรองจากเพชร และมีเนื้อสัมผัสที่เปราะ เนื่องจากขาดอิเล็กตรอน จำนวนโคออร์ดิเนตของโบรอนไฮไดรด์จึงสูงผิดปกติเช่นกัน ทำให้เป็นเลขที่ซับซ้อนที่สุดในบรรดาไฮไดรด์ที่เป็นธาตุทั้งหมด

การเตรียมธาตุที่บริสุทธิ์ที่สุดผงโบรอนเป็นกระบวนการทางเคมีที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งต้องมีขั้นตอนและเงื่อนไขการทดลองที่เข้มงวด ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการสังเคราะห์โดยละเอียดและสมการทางเคมีที่เกี่ยวข้อง:

สมการทางเคมีที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

H₂+บีบีอาร์₃→ บี+เอชบีอาร์+บีอาร์₂

1. การเตรียมวัสดุและอุปกรณ์: รวมถึงเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน ก๊าซโบรอนไตรโบรไมด์ อุปกรณ์ทำความร้อนที่อุณหภูมิสูง (เช่น ลวดแทนทาลัม) และสารเคมีที่เกี่ยวข้อง

2. ผสมก๊าซไฮโดรเจนและโบรอนไตรโบรไมด์ในอัตราส่วน 1:3 ควรสังเกตว่าอัตราส่วนของไฮโดรเจนต่อโบรอนไตรโบรไมด์มีความสำคัญต่อความก้าวหน้าของปฏิกิริยา ไฮโดรเจนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์ ในขณะที่โบรอนไตรโบรไมด์ที่มากเกินไปอาจเพิ่มอันตรายจากปฏิกิริยาได้ ดังนั้น ควรชั่งน้ำหนักและคำนวณอย่างแม่นยำก่อนเริ่มการทดลอง

3. ให้ความร้อนก๊าซผสมผ่านอุปกรณ์ทำความร้อนที่อุณหภูมิสูง (เช่น ลวดแทนทาลัม) จนถึงอุณหภูมิสูงประมาณ 1500K ควรสังเกตว่าอุณหภูมิที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการสลายตัวของโบรอนไตรโบรไมด์หรือการสร้างสารประกอบอื่น ๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงที่เหมาะสม

ที่อุณหภูมิสูง ก๊าซไฮโดรเจนจะลดโบรอนไตรโบรไมด์เป็นธาตุโบรอน ทำให้เกิดโบรอนที่เป็นผงสีขาวหรือสีเทา ในระหว่างกระบวนการนี้ ผลพลอยได้ เช่น ก๊าซไฮโดรเจนและไฮโดรเจนโบรไมด์จะถูกปล่อยออกมา ซึ่งจำเป็นต้องปล่อยและบำบัดทันที

4. เก็บโบรอนที่เกิดขึ้นและทำให้เย็นลงจนต่ำกว่าอุณหภูมิห้องโดยใช้ก๊าซเฉื่อย (เช่น ไนโตรเจน) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาระหว่างออกซิเจนหรือสิ่งเจือปนอื่นๆ ในอากาศและโบรอน จำเป็นต้องใช้ก๊าซเฉื่อยในการป้องกัน

5. ล้างและทำให้แห้งธาตุโบรอนที่ได้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การล้างคือการขจัดสิ่งสกปรกและความชื้นออกจากพื้นผิวของผลิตภัณฑ์เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ การอบแห้งคือการป้องกันการดูดซึมความชื้นหรือการเน่าเสียของผลิตภัณฑ์

กระบวนการเตรียมธาตุโบรอนโดยการให้ความร้อนและลดโบรอนออกไซด์ด้วยผงแมกนีเซียมหรืออะลูมิเนียมเป็นปฏิกิริยารีดักชันที่อุณหภูมิสูง ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการสังเคราะห์เฉพาะและสมการทางเคมี:
1. ขั้นตอนการสังเคราะห์:
(1) การเตรียมวัสดุและอุปกรณ์: ต้องใช้ภาชนะบรรจุ เตาเผาอุณหภูมิสูง และสารเคมีที่เกี่ยวข้องซึ่งทำจากผงแมกนีเซียมหรืออลูมิเนียม ผงโบรอนออกไซด์ ถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์ หรือวัสดุทนอุณหภูมิสูงอื่นๆ
(2) วัตถุดิบผสม: ผสมผงแมกนีเซียมหรือผงอลูมิเนียมกับผงโบรอนออกไซด์ในสัดส่วนที่กำหนด ซึ่งมักจะเกินเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาการลดลงสมบูรณ์ เมื่อผสมจำเป็นต้องให้แน่ใจว่าผงผสมกันอย่างสม่ำเสมอ
(3) การโหลด: ใส่ส่วนผสมลงในภาชนะที่ทำจากกราไฟท์เบ้าหลอมหรือวัสดุทนอุณหภูมิสูงอื่นๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนผสมถูกบรรจุอย่างแน่นหนาเพื่อป้องกันการกระเด็นหรือการระเบิดในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน
(4) ปฏิกิริยาการให้ความร้อน: วางเบ้าหลอมลงในเตาที่มีอุณหภูมิสูงแล้วค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิเป็นอุณหภูมิสูงประมาณ 1,500 องศา C -2000 องศา C ในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน แมกนีเซียมหรืออลูมิเนียมจะเกิดปฏิกิริยารีดักชันกับ โบรอนออกไซด์ทำให้เกิดธาตุโบรอนและออกไซด์ที่สอดคล้องกัน (แมกนีเซียมออกไซด์หรืออลูมิเนียมออกไซด์)
(5) การทำความเย็นและการกำจัดผลิตภัณฑ์: หลังจากช่วงเวลาหนึ่งของปฏิกิริยา ให้นำเบ้าหลอมออกจากเตาที่มีอุณหภูมิสูงและทำให้เย็นลงตามธรรมชาติจนถึงอุณหภูมิห้อง เทผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาออกมา และเคาะถ้วยใส่ตัวอย่างเบาๆ ด้วยค้อนเพื่อแยกธาตุโบรอนออกจากสารตกค้างของปฏิกิริยา
(6) การทำความสะอาดและการทำให้บริสุทธิ์: ค่อยๆ ขจัดสิ่งที่แนบมากับธาตุโบรอนด้วยแปรงหรือผ้านุ่มเพื่อให้ได้ธาตุโบรอนที่มีความบริสุทธิ์สูง นอกจากนี้ ยังสามารถดำเนินการทำให้บริสุทธิ์ทางเคมีหรือกายภาพเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงความบริสุทธิ์ของธาตุโบรอนได้
2. สมการทางเคมี:

ผงแมกนีเซียมลดโบรอนออกไซด์: 3Mg+B₂O₃→ 2B+3MgO

ผงอะลูมิเนียมลดโบรอนออกไซด์: 4Al+3B₂O₃→ 6B+4อัล₂O₃
ขั้นตอนและสมการทางเคมีข้างต้นบ่งชี้ว่าด้วยปฏิกิริยารีดักชันที่อุณหภูมิสูง แมกนีเซียมหรืออะลูมิเนียมสามารถลดโบรอนออกไซด์เป็นโบรอนธาตุได้ วิธีการเตรียมนี้จะต้องดำเนินการภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง จึงต้องใช้อุปกรณ์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง และต้องมีมาตรการด้านความปลอดภัยระหว่างการทำงาน โบรอนที่เป็นธาตุมักจะอยู่ในรูปผงสีเทา และต้องมีการบำบัดเพิ่มเติมเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและปรับปรุงความบริสุทธิ์

ผงโบรอนยังใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน:

(1) องค์ประกอบของชีวิต: โบรอนจำเป็นต่อการสร้าง RNA ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต เจมส์ สตีเฟนสัน นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากสถาบันโหราศาสตร์ นาซ่า มหาวิทยาลัยฮาวาย กล่าวว่า “โบรอนอาจมีความสำคัญมากต่อการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก เพราะโบรอนสามารถทำให้กรดนิวคลีอิกซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของอาร์เอ็นเอคงตัวได้ ในวัยเด็ก RNA ถือเป็นสารตั้งต้นของ DNA"

(2) สรีรวิทยาของพืช: โบรอนเป็นองค์ประกอบสำคัญเฉพาะของพืชชั้นสูง ในขณะที่สัตว์ เห็ดรา และแบคทีเรียไม่จำเป็นต้องใช้โบรอน โบรอนสามารถรวมกับน้ำตาลอิสระ ทำให้น้ำตาลผ่านพลาสมาเมมเบรนได้ง่าย และส่งเสริมการขนส่งน้ำตาล ปริมาณโบรอนสูงที่สุดพบในดอกไม้ ปาน และรังไข่ โบรอนมีผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการสืบพันธุ์ของพืช และเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการก่อตัวของละอองเกสร การงอกของหลอดละอองเกสร และการปฏิสนธิ ในการขาดโบรอน อับเรณูและเส้นใยลีบ และเกสร dysplasia ปรากฏการณ์ "ดอกไม้แต่ไม่ใช่ผลไม้" ในการข่มขืนและข้าวสาลีเกี่ยวข้องกับการขาดกรดบอริกในพืช เมื่อโบรอนขาด จุดการเจริญเติบโตของปลายรากและปลายลำต้นก็หยุดการเจริญเติบโต รากและตาด้านข้างจำนวนมากเกิดขึ้น จากนั้นจุดการเจริญเติบโตของรากและตาด้านข้างก็ตายอีกครั้ง จึงก่อตัวเป็นกระจุก ซูการ์บีทสีน้ำตาลเน่า ใบมันฝรั่งม้วน และการหดตัวของผลแอปเปิล เกิดจากการขาดโบรอน

(3) การใช้ในอุตสาหกรรม: โบรอนเป็นแร่วัตถุดิบทางเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตบอแรกซ์ กรดบอริก สารประกอบโบรอนต่างๆ และธาตุโบรอน เป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับโลหะวิทยา วัสดุก่อสร้าง เครื่องจักร เครื่องใช้ไฟฟ้า อุตสาหกรรมเคมี ขนอ่อน อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ การแพทย์ การเกษตร และหน่วยงานอื่นๆ มีการใช้งานมากกว่า 300 รายการ อุตสาหกรรมแก้ว อุตสาหกรรมเซรามิก ผงซักฟอก และปุ๋ยทางการเกษตรเป็นการใช้โบรอนเบื้องต้น ซึ่งคิดเป็นประมาณ 3/4 ของการบริโภคโบรอนทั่วโลก โบรอนธรรมดาถูกใช้เป็นรีดักแทนต์ สารออกซิแดนท์ สารโบรมีน สารผสมสังเคราะห์อินทรีย์ ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงและความถี่สูงและอาร์คพลาสมา หน้าต่างถ่ายโอนของเรดาร์ ฯลฯ โบรอนเป็นองค์ประกอบโลหะผสม โบรอนเป็นวัสดุป้องกันนิวตรอนที่มีประสิทธิภาพรวมกับพลาสติกหรือโลหะผสมอลูมิเนียม เหล็กโบรอนถูกใช้เป็นแกนควบคุมในเครื่องปฏิกรณ์ เส้นใยโบรอนใช้ทำวัสดุคอมโพสิต สารเติมแต่งที่มีโบรอนสามารถปรับปรุงคุณภาพของซินเตอร์ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา ลดจุดหลอมเหลว ลดการขยายตัว และปรับปรุงความแข็งแรงและความแข็ง โบรอนและสารประกอบของโบรอนยังเป็นตัวทำละลายร่วมของอุตสาหกรรมโลหะวิทยาและเป็นวัตถุดิบสำหรับการถลุงเหล็กโบรอนและเหล็กโบรอน การเติมไทเทเนียมบอเรต ลิเธียมบอเรต และนิกเกิลบอเรตสามารถหลอมโลหะผสมทนความร้อนพิเศษได้ วัสดุก่อสร้าง บอเรตและโบไรด์เป็นส่วนประกอบสำคัญของเคลือบฟัน เซรามิก และแก้ว มีความต้านทานความร้อนและการสึกหรอได้ดี สามารถเพิ่มความมันวาวและปรับปรุงพื้นผิวได้ กรดบอริกและซิงค์บอเรตสามารถใช้เป็นวัสดุฉนวนสำหรับเส้นใยทนไฟได้ เป็นสารหน่วงไฟที่เหมาะสม และใช้ในการฟอกสี สารย้อมสี ฯลฯ โซเดียมเมตาบอเรตใช้สำหรับการฟอกผ้า นอกจากนี้ โบรอนและสารประกอบยังสามารถใช้เป็นสารทำแห้งด้วยสี สารเชื่อม สารบำบัดน้ำเสียที่มีสารปรอทในอุตสาหกรรมกระดาษ เป็นต้นผงโบรอนเป็นธาตุที่มีอยู่ในแร่ควอตซ์ ในกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง วิธีการลดปริมาณโบรอนให้มากที่สุดกลายเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญ การมีอยู่ของโบรอนจะช่วยลดจุดหลอมเหลวของควอตซ์ ลดเวลาการใช้งานของเบ้าหลอมควอตซ์ที่เตรียมไว้ และเพิ่มต้นทุนการผลิตซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์

1.ภาพรวมความเป็นพิษ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปของโซเดียมบอเรต (บอแรกซ์) มีผลข้างเคียงที่เป็นพิษค่อนข้างสูง ด้วยเหตุนี้ การใช้บอแรกซ์เป็นวัตถุเจือปนอาหารจึงเป็นสิ่งต้องห้ามในหลายส่วนของโลก เมื่อร่างกายของมนุษย์กินเข้าไปมากเกินไปจะทำให้เกิดอาการเป็นพิษต่ำในอวัยวะภายในหลายแห่งได้

2. เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์

3.ปริมาณสารพิษ

• ปริมาณสำหรับอาการพิษของทรายโบรอนในผู้ใหญ่คือ 13 กรัม ปริมาณอันตรายถึงชีวิตสำหรับผู้ใหญ่คือ 14 กรัม และปริมาณอันตรายถึงชีวิตสำหรับทารกและเด็กเล็กคือ 23 กรัม
• แม้แต่อาหารที่มีบอแรกซ์ในปริมาณเล็กน้อยก็สามารถสะสมในร่างกายได้เป็นระยะเวลานาน ซึ่งท้ายที่สุดก็ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อสุขภาพของมนุษย์

4. การจัดการกับพิษ

• เมื่อเกิดพิษ ควรทำให้อาเจียนหรือล้างกระเพาะทันทีด้วยน้ำเกลือหรือน้ำอ่อนๆ ในเวลาที่เหมาะสม
• การฉีดน้ำเกลือกลูโคสและพลาสมาทางหลอดเลือดดำพร้อมกันเพื่อปรับปรุงอาการช็อกและเร่งการขับสารพิษ
• พิษร้ายแรงต้องส่งโรงพยาบาลทันทีเพื่อรับการรักษาต่อไป

5.มาตรการป้องกัน

• เมื่อใช้งานจำเป็นต้องปฏิบัติตามขั้นตอนการปฏิบัติงานอย่างเคร่งครัดและสวมอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม
• หลีกเลี่ยงการสัมผัสสารเป็นเวลานานและเข้ารับการตรวจร่างกายเป็นประจำ
• สำหรับอาหารหรือสิ่งของที่อาจมีสารดังกล่าว ควรใช้ความระมัดระวังและหลีกเลี่ยงการบริโภคที่มากเกินไป

ป้ายกำกับยอดนิยม: ผงโบรอน cas 7440-42-8 ซัพพลายเออร์ ผู้ผลิต โรงงาน ขายส่ง ซื้อ ราคา จำนวนมาก ขาย