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Bórax

El bórax ( también conocido como borato de sodio , tincal ( / ˈtɪŋkəl / ) y tincar ( / ˈtɪŋkər / ) ) es una sal ( compuesto iónico ) , un borato hidratado o anhidro de sodio , con la fórmula química Na2H20B4O17 ( también escrito como Na2B4O7 · 10H2O [ 1 ] [ a ] ) .

Es un sólido cristalino incoloro que se disuelve en agua para formar una solución básica .

Se encuentra comúnmente disponible en forma de polvo o granulado y tiene muchos usos industriales y domésticos, entre ellos como pesticida , como fundente para soldadura de metales , como componente de vidrios , esmaltes y esmaltes de cerámica , para curtir pieles y cueros , para el envejecimiento artificial de la madera, como conservante contra hongos de la madera y como alcalinizante farmacéutico . En los laboratorios químicos, se utiliza como agente tampón . [1] [8]

Los términos tincal y tincar se refieren al bórax nativo, extraído históricamente de lechos de lagos secos en varias partes de Asia. [9]

Historia

El bórax se descubrió por primera vez en lechos de lagos secos del Tíbet . El tincal nativo del Tíbet, Persia y otras partes de Asia se comercializaba a través de la Ruta de la Seda hasta la Península Arábiga en el siglo VIII d. C. [9]

El bórax comenzó a usarse comúnmente a fines del siglo XIX cuando la Pacific Coast Borax Company de Francis Marion Smith comenzó a comercializar y popularizar una gran variedad de aplicaciones bajo la marca registrada 20 Mule Team Borax , llamada así por el método por el cual el bórax se extraía originalmente de los desiertos de California y Nevada . [10] [11]

Etimología

La palabra inglesa bórax está latinizada: la forma en inglés medio era boras , del francés antiguo boras, bourras . [12] Es posible que esto haya venido del latín medieval baurach (otra ortografía inglesa), borac(-/um/em), borax , junto con el español borrax (> borraj ) y el italiano borrace , en el siglo IX, y del árabe bawraq, būraq, bōraq [12] ( بورق ) [13] como se menciona, por ejemplo, en Kitab al-Tabikh de Ibn Sayyar al-Warraq . [ cita requerida ]

Las palabras tincal y tincar fueron adoptadas en inglés en el siglo XVII a partir del malayo tingkal y del urdu / persa / árabe تنکار ‎ tinkār /tankār ; de ahí las dos formas en inglés. Todas ellas parecen estar relacionadas con el sánscrito टांकण ṭānkaṇa . [14] [15]

Química

La estructura del bórax según la cristalografía de rayos X.

Desde un punto de vista químico, el bórax contiene el ion [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2− . En esta estructura, hay dos centros de boro de cuatro coordenadas y dos centros de boro de tres coordenadas.

Es un conductor de protones a temperaturas superiores a 21 °C. La conductividad es máxima a lo largo del eje b . [16]

El bórax también se convierte fácilmente en ácido bórico y otros boratos , que tienen muchas aplicaciones. Su reacción con el ácido clorhídrico para formar ácido bórico es:

Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O + 2 HCl → 4 H 3 BO 3 + 2 NaCl + 5 H 2 O

El bórax es lo suficientemente estable como para ser utilizado como estándar primario para la titulación ácido-base . [17] : p.316 

El bórax fundido disuelve muchos óxidos metálicos para formar vidrios. Esta propiedad es importante para sus usos en metalurgia y para la prueba de perlas de bórax en el análisis químico cualitativo.

El bórax es soluble en una variedad de solventes; sin embargo, es notablemente insoluble en etanol. [1]

El término bórax se refiere propiamente al llamado "decahidrato" Na2B4O7· 10H2O , pero ese nombre no es coherente con su estructura. En realidad es un octahidrato. El anión no es tetraborato [ B4O7 ] 2− sino tetrahidroxitetraborato [ B4O5 ( OH) 4 ] 2− , [ 16] por lo que la fórmula más correcta debería ser Na2B4O5(OH)4 · 8H2O . Sin embargo , el término también se puede aplicar a los compuestos relacionados. El bórax " pentahidrato " tiene la fórmula Na2B4O7 · 5H2O , que en realidad es un trihidrato Na2B4O5 ( OH ) 4 · 3H2O . Es un sólido incoloro con una densidad de 1,880 kg/m 3 que cristaliza a partir de soluciones acuosas por encima de 60,8 °C en el sistema cristalino romboédrico . Se presenta de forma natural como el mineral tinkhanita. [19] Se puede obtener calentando el "decahidrato" por encima de 61 °C. [20] El bórax "dihidrato" tiene la fórmula Na 2 B 4 O 7 ·2H 2 O , que en realidad es anhidro, con la fórmula correcta Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 . Se puede obtener calentando el "decahidrato" o "pentahidrato" a más de 116-120 °C. [20] El bórax anhidro es tetraborato de sodio propiamente dicho, con fórmula Na 2 B 4 O 7 . Se puede obtener calentando cualquier hidrato a 300 °C. [20] Tiene una forma amorfa (vítrea) y tres formas cristalinas: α, β y γ, con puntos de fusión de 1015, 993 y 936 K respectivamente. α- Na2B4O7 es la forma estable . [ 20]

Fuentes naturales

"Bola de algodón" de bórax

El bórax se encuentra de forma natural en depósitos de evaporita producidos por la evaporación repetida de lagos estacionales . Los depósitos de mayor importancia comercial se encuentran en: Turquía ; Boron, California ; y Searles Lake , California . Además, se ha encontrado bórax en muchos otros lugares del suroeste de los Estados Unidos , el desierto de Atacama en Chile , depósitos recientemente descubiertos en Bolivia y en el Tíbet y Rumania . El bórax también se puede producir sintéticamente a partir de otros compuestos de boro. [21]

El bórax natural (conocido con el nombre comercial Rasorite-46 en los Estados Unidos y muchos otros países) se refina mediante un proceso de recristalización . [22]

Máquina de vapor de tracción transportando bórax, Parque Nacional del Valle de la Muerte , California, 1904

Usos

Detergente para ropa a base de bórax

El bórax se utiliza en soluciones de control de plagas porque es tóxico para las hormigas y las ratas. Como actúa lentamente, las hormigas obreras lo llevan a sus nidos y envenenan al resto de la colonia. [23]

El bórax se utiliza en diversos productos de limpieza y lavado de ropa para el hogar, [24] [25] incluido el potenciador de lavado de ropa Borax 20 Mule Team , el jabón de manos en polvo Boraxo y algunas fórmulas para blanquear los dientes . [26] [27]

Los iones borato (que se suministran habitualmente como ácido bórico) se utilizan en laboratorios bioquímicos y químicos para elaborar soluciones tampón , por ejemplo, para la electroforesis en gel de poliacrilamida de ADN y ARN, como la solución tampón TBE (tris-hidroximetilaminometonio tamponado con borato) [28] [29] o la solución tampón SB o BBS (solución salina tamponada con borato) más reciente en procedimientos de recubrimiento. Las soluciones tampón de borato (normalmente a pH 8) también se utilizan como soluciones de equilibrio preferencial en reacciones de reticulación basadas en dimetilpimelimidato (DMP). [ cita requerida ]

El bórax como fuente de borato se ha utilizado para aprovechar la capacidad de formación de complejos del borato con otros agentes presentes en el agua para formar iones complejos con diversas sustancias. El borato y un lecho de polímero adecuado se utilizan para cromatografiar la hemoglobina no glucosilada de forma diferencial con la hemoglobina glucosilada (principalmente HbA1c ), que es un indicador de hiperglucemia a largo plazo en la diabetes mellitus .

El bórax por sí solo no tiene una gran afinidad por los cationes de dureza , aunque se ha utilizado para ablandar el agua. Su ecuación química para ablandar el agua se muestra a continuación:

Ca 2+ (ac) + Na 2 B 4 O 7 (ac) → CaB 4 O 7 (s)↓ + 2 Na + (ac)
Mg 2+ (ac) + Na 2 B 4 O 7 (ac) → MgB 4 O 7 (s)↓ + 2 Na + (ac)

Los iones de sodio introducidos no endurecen el agua. Este método es adecuado para eliminar tanto la dureza temporal como la permanente.

Una mezcla de bórax y cloruro de amonio se utiliza como fundente para soldar hierro y acero . Reduce el punto de fusión del óxido de hierro no deseado ( incrustaciones ), lo que permite que se escurra. El bórax también se mezcla con agua como fundente para soldar metales de joyería como el oro o la plata , donde permite que la soldadura fundida humedezca el metal y fluya uniformemente hacia la unión. [ cita requerida ] El bórax también es un buen fundente para "pre-estañar" tungsteno con zinc , lo que hace que el tungsteno sea soldable de forma blanda. [30] El bórax se utiliza a menudo como fundente para la soldadura de forja . [31]

Antiguo tractor de vapor con vagones de bórax, Parque Nacional del Valle de la Muerte

En la minería artesanal de oro , el bórax se utiliza a veces como parte de un proceso conocido como el método del bórax (como fundente) destinado a eliminar la necesidad de mercurio tóxico en el proceso de extracción de oro , aunque no puede reemplazar directamente al mercurio. Se dice que los mineros de oro utilizaron bórax en algunas partes de Filipinas en la década de 1900. [32] [33] Hay evidencia de que, además de reducir el impacto ambiental, este método logra una mejor recuperación de oro para minerales adecuados y es menos costoso. Este método del bórax se utiliza en el norte de Luzón en Filipinas, pero los mineros se han mostrado reacios a adoptarlo en otros lugares por razones que no se comprenden bien. [34] El método también se ha promovido en Bolivia [35] y Tanzania. [36]

Un polímero gomoso a veces llamado Slime , Flubber , 'gluep' o 'glurch' (o erróneamente llamado Silly Putty , que se basa en polímeros de silicona), se puede hacer mediante la reticulación de alcohol polivinílico con bórax. Hacer flubber a partir de pegamentos a base de acetato de polivinilo , como Elmer's Glue , y bórax es una demostración común de ciencia elemental. [37] [38]

El bórax, al que se le asigna el número E E285 , se utiliza como aditivo alimentario , pero su uso está prohibido en algunos países, como Australia , China , Tailandia y Estados Unidos . [39] Como consecuencia, ciertos alimentos, como el caviar , producidos para su venta en Estados Unidos, contienen niveles más altos de sal para ayudar a su conservación. [40] Además de su uso como conservante, el bórax imparte una textura firme y gomosa a los alimentos. En China , el bórax ( chino :硼砂; pinyin : péng shā o chino :月石; pinyin : yuè shí ) se ha encontrado en alimentos como los fideos de trigo y arroz llamados lamian ( chino :拉面; pinyin : lāmiàn ), shahe fen ( chino :沙河粉; pinyin : shāhéfěn ), char teow ( chino :粿條; pinyin : guǒ tiáo ) y chee cheong fun ( chino :肠粉; pinyin : chángfěn ) [ aclaración necesaria ] [41] En Indonesia , es un aditivo común, pero prohibido, [42] para alimentos como fideos, bakso (albóndigas) y arroz al vapor. Numerosos estudios han demostrado que el bórax, cuando se consume con ácido bórico, tiene una asociación negativa [ aclaración necesaria ] con varios tipos de cáncer. [43] El ácido bórico y el bórax tienen una toxicidad baja en caso de exposición oral aguda, aproximadamente la misma que la sal. La dosis promedio para casos de ingestión asintomática, que representa el 88% de todas las ingestiones, es de alrededor de 0,9 gramos. Sin embargo, el rango de dosis asintomáticas notificadas es amplio, de 0,01 a 88,8 g. [44]

Mina de bórax de Rio Tinto, Boron, California

Otros usos incluyen:

Toxicidad

Según un estudio, el bórax no es extremadamente tóxico. Su LD 50 (dosis letal media) se ha evaluado en 2,66 g/kg en ratas, lo que significa que se necesita una dosis significativa de la sustancia química para provocar síntomas graves o la muerte. La dosis letal no es necesariamente la misma para los seres humanos. En los sitios web de información sobre pesticidas se lo considera un compuesto no letal y no presenta riesgos de peligro. [ cita requerida ]

El bórax se ha utilizado como insecticida en los Estados Unidos con varias restricciones desde 1946. Todas las restricciones se eliminaron en febrero de 1986 debido a la baja toxicidad del bórax, como se informó en dos documentos de la EPA relacionados con el ácido bórico y el bórax. [63] [64]

La EPA ha determinado que, debido a que tienen baja toxicidad y se producen de forma natural, el ácido bórico y sus sales de sodio deberían estar exentos del requisito de una tolerancia (límite máximo de residuos) para todos los productos agrícolas crudos. [63]

Aunque citó datos no concluyentes, una reevaluación en 2006 por parte de la EPA todavía encontró que "No se observaron signos de toxicidad durante el estudio y ninguna evidencia de citotoxicidad para el órgano objetivo". [65] En la reevaluación, se revisó un estudio de toxicidad debido a la sobreexposición y los hallazgos fueron que "Los riesgos de inhalación del manipulador residencial debido al ácido bórico y sus sales de sodio como ingredientes activos no son una preocupación de riesgo y no exceden el nivel de preocupación..." pero que podría haber algún riesgo de irritación para los niños que lo inhalen si se usa como polvo para limpiar alfombras.

La sobreexposición al polvo de bórax puede causar irritación respiratoria, aunque no se conoce que exista irritación cutánea debido a la exposición externa al bórax. La ingestión puede causar malestar gastrointestinal, como náuseas , vómitos persistentes, dolor abdominal y diarrea . Los efectos sobre el sistema vascular y el cerebro humano incluyen dolores de cabeza y letargo, pero son menos frecuentes. En casos graves, se ha producido una erupción roja "carnosa" que afecta las palmas de las manos, las plantas de los pies, las nalgas y el escroto. [66]

La Dirección de Protección del Consumidor de Indonesia advierte del riesgo de cáncer de hígado con el consumo elevado de bórax durante un período de 5 a 10 años. [60]

El bórax se añadió a la lista de sustancias candidatas a sustancias extremadamente preocupantes (SVHC) el 16 de diciembre de 2010. La lista de sustancias candidatas a sustancias extremadamente preocupantes forma parte del Reglamento de la UE sobre el registro, la evaluación, la autorización y la restricción de las sustancias y preparados químicos de 2006 (REACH), y la incorporación se basó en la clasificación revisada del bórax como tóxico para la reproducción de categoría 1B según el Reglamento CLP . Las sustancias y mezclas importadas a la UE que contengan bórax deben etiquetarse ahora con las advertencias "Puede perjudicar la fertilidad" y "Puede perjudicar al feto". [67] La ​​ECHA propuso su incorporación al Anexo XIV de REACH el 1 de julio de 2015. [68] Si se aprueba esta recomendación, todas las importaciones y usos del bórax en la UE deberán ser autorizados por la ECHA. [ necesita actualización ]

En 2012, en el Journal of Toxicology and Environmental Health se publicó una revisión de la toxicidad del boro (en forma de ácido bórico y boratos) que concluyó: "Parece claramente que la exposición humana al boro, incluso en las cohortes más expuestas, es demasiado baja para alcanzar las concentraciones en sangre (y en el tejido diana) que serían necesarias para ejercer efectos adversos sobre las funciones reproductivas". [69] En julio de 2016, Health Canada publicó un borrador de evaluación de riesgos que determinó que la sobreexposición al ácido bórico tiene el potencial de causar efectos sobre la salud reproductiva y del desarrollo. Dado que las personas ya están expuestas al ácido bórico de forma natural a través de la dieta y el agua, Health Canada recomendó que se reduzca al máximo la exposición a partir de otras fuentes, especialmente en el caso de los niños y las mujeres embarazadas.

La preocupación no se centra en un producto en particular, sino en la exposición a múltiples sustancias de diversas fuentes. Teniendo esto en cuenta, el departamento también anunció que se cancelarán los registros de ciertos pesticidas que contienen ácido bórico, que se utilizan habitualmente en los hogares, y se eliminarán gradualmente del mercado. Asimismo, se están introduciendo nuevas instrucciones de etiquetado más protectoras para otros pesticidas a base de ácido bórico que siguen estando registrados en Canadá (por ejemplo, las estaciones de cebo cerradas y los tratamientos localizados que utilizan formulaciones en gel). [70]

Véase también

Notas explicativas

  1. ^ También se escribe como Na 2 B 4 O 7 · 10 H 2 O , lo que demuestra que es un tetraborato decahidratado.

Referencias

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