Natriumtetraborat
Verbindung aus Sauerstoff, Bor und Natrium
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Natriumtetraborat ist eine chemische Verbindung des Natriums aus der Gruppe der Borate.
| Kristallstruktur | ||||||||||||||||
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| _ Na+ _ B3+ _ O2− _ H+ | ||||||||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Natriumtetraborat | |||||||||||||||
| Andere Namen | ||||||||||||||||
| Verhältnisformel | Na2B4O7 | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farbloser geruchloser Feststoff[3] | |||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 201,22 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest[3] | |||||||||||||||
| Dichte | ||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||
| Siedepunkt |
1575 °C (Zersetzung)[6] | |||||||||||||||
| Dampfdruck | ||||||||||||||||
| Löslichkeit | ||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| Zulassungsverfahren unter REACH |
besonders besorgniserregend: fortpflanzungsgefährdend (CMR)[8] | |||||||||||||||
| MAK |
Schweiz: 0,8 mg·m−3 (gemessen als einatembarer Staub)[9] | |||||||||||||||
| Toxikologische Daten | ||||||||||||||||
| Thermodynamische Eigenschaften | ||||||||||||||||
| ΔHf0 |
−3291,1 kJ/mol[10] | |||||||||||||||
| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | ||||||||||||||||
Vorkommen
Gewinnung und Darstellung
Natriumtetraborat-Anhydrat kann durch Entwässerung der Hydrate in zwei Schritten (Calcinieren und anschließendes Schmelzen) gewonnen werden. Schnelles Abkühlen ergibt ein amorphes Produkt, beim langsamen Abkühlen entsteht die α-Form (rhombische Kristalle).[2]
Eigenschaften
Natriumtetraborat ist ein farbloser geruchloser Feststoff, der wenig löslich in Wasser ist. Er zersetzt sich bei Erhitzung über 1575 °C, wobei sich Boroxid und Natriumoxid bilden.[3] Das Decahydrat gibt bei 75 °C Kristallwasser ab[5] und löst sich bei raschem Erhitzen im eigenen Kristallwasser auf. Bei langsamem Erhitzen verliert es einen Teil seines Kristallwassers und bildet ein Pentahydrat. Bei etwa 400 °C spaltet diese weiteres Kristallwasser ab und man erhält wasserfreies Natriumtetraborat.[12] Bei der Entwässerung können insgesamt zehn mol Wasser abgespalten werden. Acht stammen aus dem Kristallwasser, zwei aus dem [B4O5(OH)4]2−-Anion. Dieses Anion kennt man erst seit Aufklärung der Kristallstruktur Mitte des 20. Jahrhunderts.[13] Erhitzt man dieses wiederum weiter, schmilzt es ab 742 °C zu einer glasartigen Schmelze.
In dieser Schmelze lösen sich zahlreiche Metalloxide unter der Bildung charakteristischer Färbungen und bilden nach dem Abkühlen eine glasige Perle (Boraxperle). Mineralsäuren setzen Borsäure aus Natriumtetraborat frei.[12] Das Tetrahydrat kann durch Erwärmen eines Gemisches aus gleichen Teilen von Natriumtetraborat-Pentahydrats und Natriumtetraborat-Decahydrat auf 120 °C gewonnen werden.[14] Das Anhydrat hat eine trikline Kristallstruktur mit der Raumgruppe P1 (Raumgruppen-Nr. 2), das Pentahydrat eine trigonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe R3 (Raumgruppen-Nr. 146) und das Decahydrat eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15).[4]
Beim Lösen in Wasser bildet sich jeweils Borsäure.[15]
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Verwendung
Natriumtetraborat wird als Flussmittel beim Hartlöten und als Holzschutzmittel gegen Pilz- und Insektenbefall eingesetzt. Es ist in Seifen und Pudern gegen fettige Haut, Bleichcremes und verschiedenen Hautpflegemitteln enthalten. Es wird zur Herstellung von Gläsern, Glasfaserisolierungen, Glasfasermatten, Emaille, Borsäure und Natriumperborat verwendet. Ferner für Glasuren, zum Steifen von Geweben und als Flammschutzausrüstung von Holz und Textilien eingesetzt.[3]
Toxikologie
Natriumtetraborat wird aufgrund seiner Reproduktionstoxizität seit Juni 2010 als Substance of Very High Concern eingestuft.[8]