Natriumtetraborat

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Kristallstruktur
Borax
__ Na+     __ B3+     __ O2−     __ H+
Allgemeines
Name Natriumtetraborat
Andere Namen
  • Dinatriumtetraborat
  • Borax
  • E 285
Verhältnisformel Na2B4O7
CAS-Nummer
  • 1330-43-4 (wasserfrei)
  • 1303-96-4 (Decahydrat)
  • 12179-04-3 (Pentahydrat)
Kurzbeschreibung

farbloser geruchloser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 201,22 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[1]

Dichte
  • 2,37 g·cm−3[1]
  • 0,7 g·cm−3 (Schüttdichte)[2]
  • 1,815 g·cm−3 (Pentahydrat)[3]
  • 1,72 g·cm−3 (Decahydrat)[4]
Schmelzpunkt

75 °C[1]

Siedepunkt
  • 742 °C[1]
  • 1575 °C (Zersetzung)[2]
Dampfdruck

7,3 hPa (1200 °C)[2]

Löslichkeit
  • wenig löslich in Wasser (25,6 g·l−1 bei 20 °C)[1]
  • löslich in Wasser (Decahydrat 51,4 g·l−1 bei 20 °C)[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
08 – Gesundheitsgefährdend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 360FD
P: 201​‐​308+313 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5][1][2]
Giftig
Giftig
(T)
R- und S-Sätze R: 60​‐​61
S: 53​‐​45
Toxikologische Daten

2660 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−3291,1 kJ/mol[6]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Natriumtetraborat ist eine chemische Verbindung des Natriums aus der Gruppe der Borate.

Vorkommen[Bearbeiten]

Natriumtetraborat kommt natürlich in Form der Minerale Borax (Decahydrat), Tincalconit (Pentahydrat) und Kernit (Tetrahydrat) vor.[7]

Eigenschaften[Bearbeiten]

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.[1] Das Decahydrat gibt bei 75 °C Kristallwasser ab[4] 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.[8] 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.[9] 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.[8] Das Tetrahydrat kann durch Erwärmen eines Gemisches aus gleichen Teilen von Natriumtetraborat-Pentahydrats und Natriumtetraborat-Decahydrat auf 120 °C gewonnen werden.[10] Das Anhydrat hat eine trikline Kristallstruktur mit der Raumgruppe P1, das Pentahydrat eine trigonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe R3 und das Decahydrat eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe C2/c.[3]

Beim Lösen in Wasser bildet sich jeweils Borsäure.[11]

\mathrm{Na_2B_4O_7 + 7 \ H_2O \longrightarrow 2 \ NaB(OH)_4 + 2 \ B(OH)_3}
\mathrm{Na_2B_4O_7 \cdot 5H_2O + 2 \ H_2O \longrightarrow 2 \ NaB(OH)_4 + 2 \ B(OH)_3}

Verwendung[Bearbeiten]

Natriumtetraborat wird als Flussmittel beim Hartlöten und Holzschutzmittel gegen Pilz- und Insektenbefall eingesetzt und ist enthalten in Seifen und Pudern gegen fettige Haut, Bleichcremes und verschiedenen Hautpflegemitteln. Es wird zur Herstellung von Gläsern, Glasfaserisolierungen, Glasfasermatten, Emaille, Borsäure und Natriumperborat verwendet und für Glasuren, zum Steifen von Geweben und als Flammschutzausrüstung von Holz und Textilien eingesetzt.[1]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h i j k l Eintrag zu CAS-Nr. 1330-43-4 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 27. November 2012 (JavaScript erforderlich).
  2. a b c d Datenblatt di-Natriumtetraborat (PDF) bei Merck, abgerufen am 27. November 2012.
  3. a b  Jean de Ans, Ellen Lax: Taschenbuch für Chemiker Und Physiker: Band 3: Elemente, Anorganische …. Springer DE, 1998, ISBN 3-540-60035-3, S. 602 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  4. a b c Datenblatt di-Natriumtetraborat-Decahydrat (PDF) bei Merck, abgerufen am 27. November 2012.
  5. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-6.
  7. mindat.org: Search Minerals By Chemistry
  8. a b Seilnacht: Borax
  9. N. Morimoto, Mineral J. (Sapporo) 2 (1956) 1. Chem. Abstr. 52 (1958) 12687
  10. Brauer, Georg - Handbuch der präparativen anorganischen Chemie, 2. Band, Seite 809, ISBN 3-432-87813-3
  11. europa.eu: Annex XV Dossier von Dinatriumtetraborat, wasserfrei (PDF; 363 kB)