Poudre de bore CAS 7440-42-8

Poudre de boreest un élément chimique de formule moléculaire B, CAS {{0}}. Son composant principal est le bore, avec le symbole d'élément B. Le bore est une poudre noire ou brun foncé avec un point de fusion de 2076 degrés. Point d'ébullition : 3927 degrés. Le bore simple a plusieurs allotropes, le bore amorphe est une poudre brune et le bore cristallin est gris-noir. Le bore cristallin est inerte, tandis que le bore amorphe est actif. Le bore a une dureté similaire à celle du diamant et une résistance plus élevée, mais sa conductivité augmente avec l'augmentation de la température. C'est un bon conducteur à haute température. Le bore possède 14 isotopes, dont seulement deux sont stables. À température ambiante, c'est un conducteur faible ; Bons conducteurs à haute température. Il existe principalement sous forme d’acide borique et de sels de borate. Vers 200 avant JC, l’Égypte ancienne, Rome et Babylone utilisaient le borax pour fabriquer du verre et souder de l’or. Le chimiste français Cusack a réduit l'acide borique avec du potassium métallique pour produire du bore simple. La teneur en bore de la croûte est de 0,001 %. Le bore est un solide noir ou gris argenté. Les cristaux de bore sont de couleur noire, juste derrière le diamant en termes de dureté, et ont une texture cassante. En raison du manque d’électrons, le nombre de coordination des hydrures de bore est également anormalement élevé, ce qui en fait le plus complexe parmi tous les hydrures élémentaires.

La préparation de l'élémentaire le plus purpoudre de boreest un processus chimique relativement complexe qui nécessite des étapes et des conditions expérimentales strictes. Voici les étapes de synthèse détaillées et leurs équations chimiques correspondantes :

L'équation chimique correspondante est la suivante :

H₂+BBr₃→ B+HBr+Br₂

1. Préparation des matériaux et équipements : y compris le générateur d'hydrogène, le gaz tribromure de bore, le dispositif de chauffage à haute température (tel que le fil de tantale) et les réactifs chimiques correspondants.

2. Mélangez l'hydrogène gazeux et le tribromure de bore dans un rapport de 1:3. Il convient de noter que le rapport hydrogène/tribromure de bore est crucial pour le déroulement de la réaction. Un excès d'hydrogène peut conduire à une réaction incomplète, tandis qu'un excès de tribromure de bore peut augmenter le danger de la réaction. Par conséquent, une pesée et un calcul précis doivent être effectués avant le début de l’expérience.

3. Chauffez le gaz mélangé à travers un appareil de chauffage à haute température (tel qu'un fil de tantale) jusqu'à une température élevée d'environ 1 500 K. Il convient de noter qu'une température excessive peut provoquer la décomposition du tribromure de bore ou la génération d'autres composés, un chauffage à des températures élevées appropriées est donc nécessaire.

À haute température, l'hydrogène gazeux réduit le tribromure de bore en bore élémentaire, produisant du bore en poudre blanche ou grise. Au cours de ce processus, des sous-produits tels que l’hydrogène gazeux et le bromure d’hydrogène seront libérés et devront être rapidement évacués et traités.

4. Récupérez le bore généré et refroidissez-le en dessous de la température ambiante à l'aide d'un gaz inerte (tel que l'azote). Pour éviter la réaction entre l’oxygène ou d’autres impuretés de l’air et le bore, un gaz inerte est nécessaire pour la protection.

5. Lavez et séchez le bore élémentaire obtenu pour obtenir le produit final. Le lavage consiste à éliminer les impuretés et l'humidité de la surface du produit, garantissant ainsi la qualité du produit ; Le séchage vise à empêcher l’absorption d’humidité ou la détérioration du produit.

Le processus de préparation du bore élémentaire par chauffage et réduction de l'oxyde de bore avec de la poudre de magnésium ou d'aluminium est une réaction de réduction à haute température. Voici les étapes de synthèse et les équations chimiques spécifiques :
1. Étapes de synthèse :
(1) Préparation des matériaux et des équipements : des conteneurs, des fours à haute température et des réactifs chimiques correspondants en poudre de magnésium ou d'aluminium, de poudre d'oxyde de bore, de creusets en graphite ou d'autres matériaux résistants aux hautes températures sont nécessaires.
(2) Matières premières mélangées : Mélangez de la poudre de magnésium ou de la poudre d'aluminium avec de la poudre d'oxyde de bore dans une certaine proportion, généralement en excès, pour assurer une réaction de réduction complète. Lors du mélange, il est nécessaire de s'assurer que la poudre est uniformément mélangée.
(3) Chargement : Chargez le mélange dans un récipient en creuset en graphite ou en d'autres matériaux résistant aux hautes températures, en vous assurant que le mélange est bien rempli pour éviter les éclaboussures ou les explosions pendant le processus de chauffage.
(4) Réaction de chauffage : placez le creuset dans un four à haute température et augmentez progressivement la température jusqu'à une température élevée d'environ 1 500 degrés C -2000 degrés C. Pendant le processus de chauffage, le magnésium ou l'aluminium subit une réaction de réduction avec l'oxyde de bore, générant du bore élémentaire et les oxydes correspondants (oxyde de magnésium ou oxyde d'aluminium).
(5) Refroidissement et élimination des produits : Après une période de réaction, retirez le creuset du four à haute température et refroidissez-le naturellement à température ambiante. Versez les produits de réaction et tapotez doucement le creuset avec un marteau pour séparer le bore élémentaire du résidu de réaction.
(6) Nettoyage et purification : retirez soigneusement les accessoires sur le bore élémentaire avec une brosse ou un chiffon doux pour obtenir du bore élémentaire de haute pureté. Une purification chimique ou physique supplémentaire peut également être effectuée pour améliorer la pureté du bore élémentaire.
2. Équation chimique :

La poudre de magnésium réduit l'oxyde de bore : 3Mg+B₂O₃→ 2B+3MgO

La poudre d'aluminium réduit l'oxyde de bore : 4Al+3B₂O₃→ 6B+4Al₂O₃
Les étapes et les équations chimiques ci-dessus indiquent que grâce à des réactions de réduction à haute température, le magnésium ou l'aluminium peuvent réduire l'oxyde de bore en bore élémentaire. Cette méthode de préparation doit être réalisée dans des conditions de température élevée, nécessitant ainsi l'utilisation d'équipements résistant aux hautes températures et garantissant des mesures de sécurité pendant le fonctionnement. Le bore élémentaire obtenu se présente généralement sous forme de poudre grise et nécessite un traitement supplémentaire pour éliminer les impuretés et améliorer sa pureté.

Poudre de boreest également largement utilisé dans la vie quotidienne :

(1) Composition de la vie : le bore est nécessaire à la formation de l’ARN, composant fondamental essentiel de la vie. James Stephenson, chercheur postdoctoral à l'Institut d'astrobiologie de la NASA, Université d'Hawaï, a déclaré : « Le bore pourrait être très important pour l'origine de la vie sur Terre, car il peut stabiliser les acides nucléiques, qui sont un composant important de l'ARN. Au début de la vie, l’ARN était considéré comme le précurseur informationnel de l’ADN. »

(2) Physiologie végétale : le bore est un élément essentiel propre aux plantes supérieures, alors que les animaux, les champignons et les bactéries n'ont pas besoin de bore. Le bore peut se combiner avec les sucres libres, ce qui facilite la traversée des sucres à travers la membrane plasmique et favorise le transport du sucre. La teneur en bore la plus élevée a été trouvée dans les fleurs, les stigmates et les ovaires. Le bore a un effet substantiel sur le processus de reproduction des plantes et est étroitement lié à la formation du pollen, à la germination des tubes polliniques et à la fertilisation. En cas de carence en bore, les anthères et les filaments s'atrophient et la dysplasie pollinique. Le phénomène « fleur mais pas fruit » du colza et du blé est lié au manque d’acide borique dans les plantes. Lorsque le bore était déficient, les points de croissance de l'extrémité des racines et de l'extrémité de la tige ont cessé de croître, un grand nombre de racines et de bourgeons latéraux se sont formés, puis les points de croissance des racines et des bourgeons latéraux sont morts à nouveau, formant ainsi une grappe. La pourriture brune de la betterave sucrière, l'enroulement des feuilles de pomme de terre et le rétrécissement des pommes sont causés par une carence en bore.

(3) Utilisation industrielle : le bore est une matière première chimique largement utilisée, principalement utilisée pour produire du borax, de l'acide borique, divers composés de bore et du bore élémentaire. C'est une matière première importante pour la métallurgie, les matériaux de construction, les machines, les appareils électriques, l'industrie chimique, la laine légère, l'industrie nucléaire, la médecine, l'agriculture et d'autres départements. Il existe plus de 300 utilisations. L'industrie du verre, l'industrie de la céramique, les détergents et les engrais agricoles sont les principales utilisations du bore, représentant environ les trois quarts de la consommation mondiale de bore. Le bore simple est utilisé comme réducteur approprié, oxydant, agent de bromation, mélange synthétique organique, isolant d'arc électrique et plasma à haute tension et haute fréquence, fenêtre de transfert de radar, etc. Le bore est un élément d'alliage trace. Le bore est un matériau de protection neutronique efficace combiné à du plastique ou à un alliage d'aluminium ; L'acier au bore est utilisé comme barre de commande dans le réacteur ; La fibre de bore est utilisée pour fabriquer des matériaux composites ; Les additifs contenant du bore peuvent améliorer la qualité du frittage dans l'industrie métallurgique, réduire le point de fusion, réduire l'expansion et améliorer la résistance et la dureté. Le bore et ses composés sont également les cosolvants de l'industrie métallurgique et la matière première pour la fusion du fer au bore et de l'acier au bore. L'ajout de borate de titane, de borate de lithium et de borate de nickel peut faire fondre des alliages spéciaux résistant à la chaleur ; matériau de construction. Le borate et le borure sont des composants essentiels de l'émail, de la céramique et du verre. Ils ont une bonne résistance à la chaleur et à l'usure, peuvent améliorer le lustre et améliorer la finition de surface. L'acide borique et le borate de zinc peuvent être utilisés comme matériaux isolants pour les fibres résistantes au feu. Ce sont des ignifugeants appropriés et utilisés dans le blanchiment, la teinture par mordant, etc. ; Le métaborate de sodium est utilisé pour blanchir les tissus. De plus, le bore et ses composés peuvent être utilisés comme agents de séchage de peinture, agents de soudage, agents de traitement des eaux usées contenant du mercure dans l'industrie du papier, etc.Poudre de boreest un oligoélément présent dans le minerai de quartz. dans le processus de purification du sable de quartz de haute pureté, la manière de réduire autant que possible la teneur en bore devient la technologie critique. L'existence de bore réduit le point de fusion du quartz, minimise les temps d'utilisation du creuset de quartz préparé et augmente le coût de production du silicium monocristallin.

1.Aperçu de la toxicité

Surtout sous forme de borate de sodium (borax), ses effets secondaires toxiques sont relativement élevés. Par conséquent, l’utilisation du borax comme additif alimentaire est interdite dans de nombreuses régions du monde. Lorsque le corps humain en ingère trop, cela peut provoquer des symptômes d’empoisonnement de faible toxicité dans plusieurs organes internes.

2. Dommage au corps humain

3. Dose toxique

• La dose pour les symptômes d'intoxication par le sable de bore chez les adultes est de 13 grammes, la dose mortelle pour les adultes est de 14 grammes et la dose mortelle pour les nourrissons et les jeunes enfants est de 23 grammes.
• Même les aliments contenant des traces de borax peuvent s'accumuler dans le corps sur une longue période, ce qui finit par nuire gravement à la santé humaine.

4. Gestion des intoxications

• En cas d'empoisonnement, des vomissements rapides ou un lavage gastrique avec du sérum physiologique ou de l'eau douce doivent être effectués en temps opportun.
• Perfusion intraveineuse simultanée de solution saline de glucose et de plasma pour améliorer le choc et accélérer l'excrétion des toxines.
• Une intoxication grave nécessite un transport immédiat à l'hôpital pour un traitement ultérieur.

5.Mesure préventive

• Lors de l'utilisation, il est nécessaire de suivre strictement les procédures opératoires et de porter un équipement de protection approprié.
• Évitez toute exposition prolongée à la substance et subissez des examens physiques réguliers.
• Pour les aliments ou les articles pouvant en contenir, il faut faire preuve de prudence et éviter une consommation excessive.

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