Применение
В промышленности чистый элемент используется редко, за исключением производства боридов металлов, для улучшения проводимости алюминия или свойств текучести железа. Например, лопатки турбин, сопла ракет и электроды изготавливаются из боридов металлов. Добавление бора делает сталь более твердой.
Перборат натрия добавляется в моющие средства в качестве отбеливателя. В конечном итоге это приводит к образованию бората, который, как известно, напрямую повреждает водные растения. Бораты также служат в качестве смягчителей воды. Другие соединения бора используются в производстве стекла, которое более стабильно и менее чувствительно к нагреванию, стекловолокна для изоляции зданий, керамики и эмали. Элемент также входит в состав пропиток и консервантов для древесины. Карбид бора или нитрид бора используется в качестве абразива.
Бор, заключенный в полимерную матрицу, выполняет особую функцию, а именно охлаждает ядерные реакторы в опасных ситуациях. Он также служит поглотителем нейтронов в активной зоне реактора.
Бор часто попадает в почву и грунтовые воды на свалки бытовых и опасных отходов, которые не защищены должным образом.
И борная кислота, и бура используются в медицине в определенных количествах. Свойство бора как улавливателя нейтронов также используется при лечении опухолей головного мозга (борная нейтронно-захватная терапия).
Влияние бора на здоровье
Бор попадает в воздух, почву и воду в результате процессов выветривания. Он также встречается в низких концентрациях в грунтовых водах. Бор образуется в результате деятельности человека при производстве стекла, сжигании угля, плавке меди и сельскохозяйственных удобрений. Но эти объемы ниже тех, которые вносятся естественным выветриванием. Бор абсорбируется из почвы растениями и, таким образом, попадает в пищевую цепочку через травоядных животных.
Люди могут контактировать с бором через воздух, воду, фрукты и овощи. Употребление рыбы и мяса обычно не приводит к повышению концентрации бора в организме человека, поскольку он не накапливается в тканях. Риск попадания бора через воздух и питьевую воду не очень велик.
Бор вызывает повреждение мужских половых органов, если он попадает в организм в больших количествах с пищей и / или питьевой водой в течение длительного периода времени. Кроме того, вдыхание бора может вызвать раздражение слизистых оболочек носа.
В организме человека содержится около 0,7 промилле бора, который, вероятно, не считается необходимым элементом для функционирования нашего организма. Однако, поскольку этот элемент необходим для растений, мы активно принимаем его с пищей. Суточная доза обычно составляет около 2 мг, а количество, содержащееся во фруктах и овощах, значительно ниже предела, который может быть вредным для здоровья.
При приеме внутрь около 5 г борной кислоты может появится тошнота, рвота, диарея и проблемы с кровообращением. Около 20 г считаются опасными для жизни.
Может существовать связь (на сегодняшний день не доказанная) между количеством бора в почве и питьевой воде и более высокой заболеваемостью артритом среди населения.
Бор и вода
Морская вода содержит 4-5 промилле бора. Обычно в речной воде содержится только около 10 частей на миллиард этого элемента. Концентрации бора составляют 8-15 частей на миллион в водорослях и 4-5 частей на миллион (в пересчете на влажную массу) в мидиях. В растворенном состоянии бор обычно присутствует в виде B(OH)3 (водн.) или B(OH)4 (водн.).
В обычных условиях бор не реагирует с водой. Это вполне может относиться к соединениям бора. Например, комплекс трифторид бора-этиловый эфир реагирует с водой, образуя диэтиловый эфир, а также чрезвычайно легковоспламеняющиеся газы. Некоторые соединения бора, такие как трииодид бора, гидролизуются в воде.
Бор необходим для некоторых организмов и, по-видимому, играет важную роль в делении клеток. Это относится, например, к зеленым водорослям, но также и к высшим растениям. Недостаток бора приводит к проблемам с ростом растения. Соединение бора, которое, вероятно, будет поглощено в первую очередь, — это борная кислота. Растения содержат 30-75 частей на миллион бора (в пересчете на сухое вещество), а концентрации около 100 частей на миллион и выше обычно имеют токсический эффект, который может снизить урожайность сельскохозяйственных культур. Допустимая концентрация бора в почве — 25 промилле.
Растворимость бора и / или его соединений в воде
Соли бора обычно легко растворяются в воде. Борная кислота имеет растворимость в воде 57 г / л, у буры и триоксида бора она несколько ниже — 25,2 и 22 г / л соответственно. При концентрации 2,4 г / л трифторид бора значительно менее растворим в воде, а некоторые соединения бора, такие как нитрид бора, могут даже быть полностью нерастворимыми.
Как бор может попасть в воду?
Наиболее важными породами, в которых встречается бор, являются кернит, бура, улексит и колеманит. Его также можно найти в сланцах и глинистых породах. В воздушно-сухих почвах концентрация бора составляет около 5-80 частей на миллион. В местах, особенно богатых бором, таких как фумаролы, этот элемент в основном находится в форме борной кислоты, боратов и минералов бора. Степень, в которой он связан с глинистыми минералами, зависит от значения pH.
