Poniższe schematy reakcji zaczerpnięto z [1, pp. 76–77]. Boraks amorficzny $ \ ce {Na2B4O7} $ formy tetrahydroxoborate w stężonym roztworze wodorotlenku sodu:

$$ \ ce {Na2B4O7 + 7 H2O + 2 NaOH → 4 Na [B (OH) 4]} $$

Po fuzji powstaje metaboran sodu:

$$ \ ce {Na2B4O7 + 2 NaOH → [\ pu {700-750 ° C}] 4 NaBO2 + H2O} $$

W celu wytworzenia nadtlenoboranu należy w pierwszej kolejności wprowadzić nadtlenek, np. przy użyciu nadtlenku wodoru (patrz także Przygotowanie nadtlenoboranu sodu):

$$ \ ce {Na2B4O7 + 2 NaOH + 4 H2O2 + 11 H2O → 2 Na2 [B2 (O2) 2 (OH) 4] * 6H2O} $$

Referencje

1. R. A. Lidin, V. A. Molochko i L. L. Andreeva, Reactivity of Inorganic Substances, wyd. 3; Khimia: Moskwa , 2000 . (po rosyjsku)

Andselisk udzielił bardziej satysfakcjonującej odpowiedzi na to pytanie, która została zaakceptowana. Chciałbym jednak podać kilka interesujących faktów i poglądów na temat boraksu, jeśli niektórzy czytelnicy są zainteresowani.

Nazwa boraks pochodzi od perskiego słowa borak , oznaczającego biały. Nazwa IUPAC boraksu to dekahydrat tetraboranu sodu ( $ \ ce {Na2B4O7.10H2O} $ ). Należy również zauważyć, że po przeanalizowaniu struktury krystalicznej boraks jest lepiej sformułowany jako $ \ ce {Na2 [B4O5 (OH) 4] .8 H2O} $ i biorąc pod uwagę jego nazwa systematyczna 2,4,6,8,9-pentaoksa-1,3,5,7-tetraborabicyklo [3.3.1] nonano-3,7-diolan, sól sodowa, hydrat (1: 2: 10) odpowiednio.

Boraks po rozpuszczeniu w wodzie ulega całkowitej dysocjacji, a następnie hydrolizuje do kwasu ortoborowego ( $ \ ce {B ( OH) 3} $ ) i $ \ ce {OH -} $ aniony, uzyskując $ \ mathrm {pH} $ około 9,13 zgodnie z równaniem: $$ \ ce {Na2 [B4O5 (OH) 4] .8 H2O (s) -> 2Na + (aq ) + B4O5 (OH) 4 ^ {2-} (aq) + 8H2O (l)} $$

$$ \ ce {2Na + (aq) + B4O5 (OH) 4 ^ {2-} (aq) + 5H2O (l) < = > 2Na + (aq) + 4B (OH) 3 (aq) + 2 OH- (aq)} $$ span>

Dlatego boraks reaguje z roztworami silnych kwasów. Na przykład: $$ \ ce {2Na + (aq) + B4O5 (OH) 4 ^ {2-} (aq) + 2 HCl (aq) + 5H2O (l) -> 4B (OH) 3 (aq) + 2Na + (aq) + Cl- (aq)} $$ Uwolniony $ \ ce {B (OH) 3 (aq)} $ działa jak kwas Lewisa na $ \ ce {OH -} $ jonach pochodzących z autojonizacji wody, a zatem w równowadze z wodą: $$ \ ce {B (OH) 3 (aq) + 2H2O (l) < = > B (OH) 4- (aq) + H3O + (aq)} $$ W związku z tym można go również miareczkować wstecznie roztworami alkalicznymi, takimi jak $ \ ce {NaOH} $ . Należy jednak pamiętać, że kwas borowy jest słabym kwasem monoprotowym ( $ K_ \ mathrm {a} \ około 6,4 \ times 10 ^ {- 10} $ ). Dlatego nie można go bezpośrednio miareczkować za pomocą standardowych alkaliów do celów analitycznych. Jednak przez dodanie organicznego związku polihydroksylowego, takiego jak 1,2- lub 1,3-diol, przekształca się go w znacznie silniejszy kwas, który można miareczkować za pomocą fenoloftaleiny. Wynika to ze złożonego tworzenia się uwodnionego jonu boranowego i 1,2- lub 1,3-diolu (patrz ilustracja na schemacie):

Warto zauważyć, że niektórzy analitycy często używają kombinacji tych dwóch reakcji do standaryzacji ich roztworów kwasowych / zasadowych.

Rozważmy teraz następujące dwie reakcje: $$ \ ce {2Na + (aq) + B4O5 (OH) 4 ^ {2-} (aq) + 5H2O (l) -> 2Na + (aq) + 4B (OH) 3 (aq) + 2) OH- (aq)} $$ $$ \ ce {4B (OH) 3 (aq) + 8H2O (l) < = > 4 B (OH) 4- (aq) + 4 H3O + (aq)} $$ Jeśli dodasz je do siebie, otrzymasz: $$ \ ce {B4O5 (OH) 4 ^ {2 -} (aq) + 9 H2O (l) -> 4B (OH) 4- (aq) + 2 H3O + (aq)} $$ Aby anulować $ \ ce {2H3O + (aq)} $ , dodaj $ \ ce {2NaOH (aq)} $ po obu stronach. Teraz otrzymasz: $$ \ ce {2Na + (aq) + 2OH- (aq) + B4O5 (OH) 4 ^ {2-} (aq) + 5 H2O ( l) -> 2Na + (aq) + 4B (OH) 4- (aq)} $$

Teraz porównaj równanie, które Andselisk napisał w swojej odpowiedzi na reakcję boraksu z silnymi roztworami alkalicznymi . Na przykład $ \ ce {2NaOH (aq)} $ : $$ \ ce {Na2B4O7 + 7H2O + 2 NaOH - > 4NaB (OH) 4} $$

Oba są odpowiednio akceptowalnymi formacjami jonowymi i skondensowanymi.

Nadtlenoboran sodu ( $ \ ce {Na2 [(OH) 2B (OO) 2B (OH) 2]} $ ) może być natomiast przygotować przez utlenianie metaboranu sodu ( $ \ ce {NaBO2} $ ) przy użyciu nadtlenku wodoru ( $ \ ce {H2O2} $ ):

$$ \ ce {2NaBO2 + 2H2O2 -> Na2 [(OH) 2B (OO) 2B (OH) 2]} $$

Nadtlenoboran sodu można wytrącać z wody w postaci heksahydratu: $ \ ce {Na2 [(OH) 2B (OO) 2B (OH) ) 2] .6H2O} $ . Metaborat sodu ( $ \ ce {NaBO2} $ ) można przygotować przez podgrzanie boraksu i $ \ ce {NaOH} $ razem: $$ \ ce {2NaOH + Na2B4O5 (OH) 4.8H2O -> 4 NaB (OH) 4 + 3H2O -> 4 NaBO2 + 11 H2O} $$ span>