Опубликовано Оставить комментарий

Бор как химический элемент таблицы Менделеева

Б Бор является элементом таблицы Менделеева с атомным номером 5 и отображается как B. Бор представляет собой металлоид —вещество которое имеет характеристики как металлов, так и неметаллов и выглядит как порошок коричневого цвета.

Как был открыт бор

 

Название химического элемента бор было использовано от названия минерала буры, которое представляет собой соединение из которого добывается бор. Есть сведения о том, что бура и ее минеральный вид использовались в Китае еще в 300 году до нашей эры. В неизвестных записях приблизительно 1600 года упоминается, что буру использовали в качестве флюса в металлургии. Борная кислота была обнаружена в 1777 году в Италии, недалеко от Флоренции. Это соединение стало известно как Sal Sedativum и использовалось исключительно в медицине. Редкий минерал сасолит, который был обнаружен в поселении Сассо (Италия), был главным источником европейской буры в период с 1827 по 1872 год. Затем его заменили источники с Американского континента.

Бор не был признан в качестве отдельного элемента, пока он не был отделен от минерала французскими химиками Хамфри Дэви и Джозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром. В 1808 году Дэви заметил, что электрический ток, пропускаемый через раствор боратов, вызывает образование коричневого осадка на одном из электродов. В своих последующих экспериментах он использовал калий для восстановления борной кислоты вместо электролиза. Он отделил достаточно бора, чтобы подтвердить наличие нового химического элемента, и назвал его борацием. Гей-Люссак и Тенар использовали железо для восстановления борной кислоты при высоких температурах. Окисляя бор воздухом, они показали, что борная кислота является продуктом окисления бора.

Якоб Берцелиус — человек открывший бор

Йенс Якоб Берцелиус выделил бор как новый химический элемент только в 1824 году. Исторических сведений по этому элементу не очень много. По поводу выделения чистого бора, можно предположить, что он был выделен в 1909 году американским химиком Иезекиилем Вайнтраубом.

Где и как добывают бор

Бор в виде порошка

В природе бор содержится только в виде химических соединений. Добыча бора осуществляется в своей основе из боросодержащих минералов. Такими минералами являются колеманит, кернит (расорит), улексит и тинкал. Эти экономически важные минералы составляют 90% от общей массы борной руды.  Крупнейшие месторождения борной буры находятся в Центральной и Западной Турции. Эти месторождения находятся в провинциях Эскишехир, Кютахья и Балыкесир. Большая часть этих месторождений еще не освоено.

Турция, США и Россия являются лидерами в бородобывающей отрасли. Годовой спрос на бор находится в пределах 4 миллионов тонн. Около 50% от этой цифры приходится на добычу в турецком месторождении.  Почти 1/4 от общего объема добывает США в боровом руднике в штате Калифорния. Очищение бора от других химических соединений в борной руде осуществляется в основном методом пиролиза. Этот метод заключается в отделении бора от других  элементов коротким нагреванием до высоких температур ( около 750°C ) при очень низком давлении. Вообще, методов отделения бора достаточно много. Например, оксиды могут отделяться методом электролиза или восстановлением магнием и натрием с выделением водорода и т.д. Россия в этом плане отстает от своих конкурентов, добыча бора осуществляется в Дальнегорске. Это месторождение является крупнейшим месторождением в РФ.

Распространенность бора

Бор в виде кристалла

Распространенность бора является не очень высокой. При этом это касается как Вселенского, так и Земного масштаба. Как уже говорилось выше, бор содержится в природе только в виде соединений, причем большую часть составляют оксиды. Точные мировые запасы боросодержащих элементов неизвестны, но известно, что они оцениваются свыше одного миллиарда тонн. К сведению, годовая добыча бора составляет около 4 миллионов тонн. Как говорилось выше, Турция занимает первое место по добыче бора в мире. Этим богатством владеет компания Eti Maden İşletmeleri, которая представляет собой государственную горнодобывающую компанию. По неподтвержденным данным, эта кампания владеет 72%  мирового запаса бора в мире.

Что же касается России, то тут нужно заметить, что на Россию приходится около 5% мирового запаса бора. Причем в Дальнегорском месторождении находится около 3% мирового запаса. Если взглянуть на США, то тут можно отметить калифорнийское месторождение под названием «Шахта Rio Tinto Borax», которая содержит около 33 миллионов тонн буры. Ее запасы ориентировочно иссякнут к 2050 году.

Применение бора

Кристаллическая решетка бора

Не смотря на трудное производство и небольшое обилие бора, его применение является очень разнообразным. Причем применение бора захватывает очень широкий круг услуг и товаров. Для справки, на 2012 год цена бора за 1 грамм оценивалась в 5 долларов США. На сегодняшний день, мировой спрос на бор составляет около 20 миллионов тонн в год.

Основными промышленными потребителями бора являюися изготовители стекловолокна, как изолирующего элемента. К стеклу добавляется либо оксид, либо пентагидрата буры для изменения прочности или текучести продукта. На эти цели отводится около 46% производимого бора. Следующей областью применения является изготовление высокопрочной стекольной посуды из боросиликатного стекла. На эти цели приходится около 10% от общего количества потребляемого бора. Около 15% потребляемого бора приходится на производство высокопрочной керамики. Сельскохозяйственные нужды занимают около 11% производимого бора. В основном на производство удобрений и средств от насекомых. Еще около 6% приходится на бытовую химию, которая включает порошки, моющие средства и отбеливатели. Оставшаяся часть идет на другие нужды, такие как производство магнитов, экранирования нейтронов в ядерных реакторах и фармацевтика.

Интересные факты

Бор в колбе

Интересных фактов связанных с бором достаточно много.  Начнем с того что бор входит в состав неодимовых магнитов (Nd 2 Fe 14 B), которые являются самыми мощными магнитами в мире. В пример можно поставить компьютерные жесткие диски, в которых неодимовые магниты раскручивают двигатель в приводах. Или в мобильных телефонах эти магниты создают магнитное поле, которое позволяет крошечным динамикам показывать заметную звуковую мощность.

Бор является одним из компонентов триэтилборана, которое представляет собой вещество поджигающее ракетное топливо в турбореактивных двигателях. Борная кислота является популярным фармацевтическим средством. Она обладает противогрибковым, противовирусным и антисептическим действием. Так же бор является важнейшим компонентом препарата бортезомиб. Является первым одобреным средством помогающим против миеломы и лимфомы. На сегодняшний день ведутся множественные разработки препаратов против этих болезней. Так же борная кислота является компонентом многих антисептиков для глаз.

Еще борную кислоту используют для очистки воды в бассейнах. Бор является очень важным питательным веществом для растений, которая оказывает влияние на стенки клеток растения. В уменренных количествах оно улучшает рост и развитие, а в чрезмерных губительно для растений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *