DENEY ADI
AMAÇ
BORİK ASİT ve SODYUM PEROKSOBORAT SENTEZİ
Boraks kullanarak Borik Asit ve Sodyum Peroksoborat Elde edilmesi
TEORİK BİLGİ
Boraks Hakkında Bilgiler
Kimyasal Bileşimi, Na2B4O7.10H2O
Kristal Sistemi, Monoklinik
Kristal Biçimi, Kısa prizmatik kristalli, bazen levhamsı
İkizlenme, { 100} yüzeyinde nadiren
Sertlik, 2 – 2.5
Özgül Ağırlık, 1.715
Dilinim, { 100} mükemmel
Renk ve Şeffaflık, Renksiz; beyaz, grimsi, yeşilimsi, mavimsi; şeffaf-yariseffaf
Çizgi Rengi, Beyaz
Parlaklık, Camsı, bazen toprağımsı
Ayırıcı Özellikleri, Kristal şekli, düşük özgül ağırlığı, suda çözünebilirliği
Bulunuşu, Boraks, evaporitik ortamlarda oluşan bir mineraldir. Tuzlu göl sularının
evaporasyonu ile oluşur. Karbonatlar, sülfatlar ve halit gibi diğer evaporasyon
mineralleri ile birlikte bulunur.
Kullanım Alanları
Cam, porselen ve seramik eşya sanayii
Yanmaz, daha yerinde deyimiyle, geç alevlenir eşya yapımı (itfaiye giysileri,
elektrik kabloları, fren balataları, atom reaktörleri vb sistemlerde soğutucu ya da
ısınmayı geciktirici, yüksek enerjili yağ)
Cam yünü (ve onun kullanıldığı yüzlerce alan)
Tekstil kimyasalları, deri giysileri
Fotoğraf kimyasalları
Mobilya ve benzeri ahşap eşyayı koruyan sıvılar
Yapay gübre katkı maddesi
Kağıt sanayii ürünleri, yapıştırıcılar
Böcek öldürücüler
Krem, pudra ve deodoran (koku giderici) gibi kozmetikler
Diş macunu, merhem, deri ve göz hastalıkları antiseptikleri gibi ilaçlar, ve
Sabun, çamaşır ve bulaşık tozları.
Temizlik sanayii
Ahşap sanayii
Yer karoları gibi
seramiklerin
yüzeylerindeki
kaplamalar emaye
fritten yapılır. Bu
emayelerin
akışkanlıklarını
arttırıp,
yoğunluklarını ve
doygunlaşma
ısılarını düşürmek
için boraks ve
borik asit
kullanılır.
Sabun ve
deterjanlara mikrop
öldürücü ve su
yumuşatıcı etkisi
nedeniyle, % 10
boraks ve toz
deterjanlara da
beyazlatıcı etkisini
arttırmak için % 1020 arasında sodyum
perborat katılır.
Ahşap malzemelerin
kullanım sürelerinin
uzatılması için, borik
asit ve borakstan
elde edilen % 30 luk
sodyum oktaborat
çözeltisi ile
muamele görmiş
ahşap malzemeler
yavaş yavaş
kurutulduğunda,
bozulmadan ve
çürümeden uzun
süre kullanılabilir.
Tarım
Metalurji sanayii
Cam sanayii
Seramik sanayii
Isıya karşı
dayanıklılık, yüzey
sertliği ve
dayanıklılık gibi
özelliklerin istendiği
özel camların
üretiminde borik asit
ve boraks
kullanılmaktadır.
Pencere camı, şişe
camı sanayilerde
ender olarak
kullanılır.
Yanmayı Önleyici
Maddeler
Bor bileşkleri,
Borik asit ve
elektrolit kaplama
Bitki örtüsünün
boratlar selülozik
sanayiinde, elektrolit
geliştirilmesi için
maddelerin, ateşe
elde edilmesinde
gübre sanayiinde,
karşı dayanıklılığını
kullanılmaktadır.
borik asit ve
sağlarlar. Tutuşma
Borik asit nikel
boraksın
sıcaklığına
kaplamada,
bileşiminden elde
gelmeden
fluoboratlar ve
edilen oktaborat
selülozdaki su
fluoborik asitler ise,
yapımında, veya
moleküllerini
kalay, bakır, nikel
istenmeyen otların
uzaklaştırırlar ve
gibi demir dışı
temizlenmesi için
oluşan kömürün
metaller için elektrolit
tarım ilacı
yüzeyini kaplayarak
olarak, Çeliğin
yapımında
daha ileri bir
sertliğinin
kullanılır.
yanmayı engellerler.
arttırılmasında ise
ferrobor kullanılır.
Borik Asit beyaz yaprakçıklar halinde kristallenen bir katıdır. Antiseptik özelliği vardır.
Suda az, sıcak suda daha çok çözünür. Bu özelliği ile suda yeniden kristallendirmekle
arıtılır. Çok zayıf bir asittir.
H2SO4 : Borik asit ortamda su çekici olarak H2SO4 bulunması halinde alkollerle borat
esterlerini oluşturur.
B(OH)3 + 3CH3OH
(Borik Asit)
(Alkol )
⇋
B(OCH3)3 + 3H2O
(Borat Esterleri)
Borik Asidin suda iyonlaşma reaksiyonu aşağıdaki gibi olur.
B(OH)3 +
2 H2O → H3O+ + [B(OH)4] ¯
Boraks Üretimi
Bor cevherlerinden boraks genel olarak kristallendirme yöntemi ile elde edilmektedir.
Boraks, genel olarak doğada Tinkal (Na2O.2B2O3.10H2O) ve Tinkalkonit (Na2O.
2B2O3.5H2O)
şeklinde
bulunmaktadır.
Türkiye’de
boraks
üretimi
tinkal’den
yapılamaktadır. Yaklaşık 10 mm boyutundaki konsantre tinkal su ile birlikte reaktore
beslenir ve yaklaşık 100°C’da çözme sağlanır. Tinkalde bulunan kil kolloidal halde
olduğundan, uygun bir çöktürücü ile çöktürülerek çözeltiden ayrılır. Bu çökelek slam
olarak
adlandırılmaktadır.
Boraks
çözeltisi
ise
bir
filtreperesten
geçirilerek,
kristalizatore verilir. 40°C’da kristallendirilen boraks, bir santrifüje verilerek %5 nem
ihtiva edecek şekilde alınır. Daha sonra 60°C’da kurutularak depolanır (Şekil 3, Şekil
4).
Boraksların en önemlileri:
• sodyum tetraborat dekahidrat (Na2B4O7.10H2O)
• boraks pentahidrat (Na2B4O7.5H2O )
• susuz boraks (Na2B4O7) tır.
Doğada tinkal minerali olarak bulunan boraks dekahidrat 50°C’da ısıtıldığında boraks
pentahidrat’ı vermektedir. Boraks pentahidrat 160–170°C’da boraks dihidrata, 290–
299°C’da boraks mono hidrata ve 400–450°C’da de susuz boraksa dönüşür.
Na2B4O7.5H2O → Na2B4O7.2H2O (160-170°C)
Na2B4O7.5H2O → Na2B4O7.H2O (290-299°C)
Na2B4O7.5H2O → Na2B4O7 (400-450°C)
Ayrıca boraks kolemanitten de elde edilebilmektedir. Bunun için iyice öğütülmüş
cevher (20 g) stokiyometrik olarak %50 daha fazla sodyum karbonat ve sodyum
bikarbonat ile reaksiyona sokulur. Reaksiyon 368°K civarında yaklaşık 30 saat
manyetik karıştırıcı ile karıştırılarak gerçekleştirilir. Karışım sıcak olarak süzülüp
oluşan kalsiyum borat çamuru ayrılır. Süzüntü ise buharlaştırılarak 100 mL hacme
indirilir. Bir gece kendi halinde bırakılır. Oluşan boraks kristalleri süzülerek çözeltiden
ayrılır.
Ca2B6O11.5H2O + 4NaHCO3 + Na2CO3 → 3 Na2B4O7.5H2O + 2H2O + 4CaCO3 + CO2
Borik Asit Üretimi
Bor minerallerinden borik asit sülfürik asit ve nitrik asit kullanılarak elde edilir. En çok
kullanılan sülfürik asittir. Üretim reaksiyonlarından bazıları görüldüğü gibidir.
Na2B4O7.10H2O + H2SO4 → Na2SO4 + 4H3BO3 + 5H2O
Tinkal
Borik asit
Na2B4O7.5 H2O
+ H2SO4 → Na2SO4 + 4H3BO3
Sodyum pentaborat
Borik asit
Ca2B6O11.5H2O + H2SO4 + 6H2O → 2CaSO4.2H2O
+ 6H3BO3
Kolemanit
Borik asit
Ca2B6O11.5H2O + 4HNO3 + 2H2O → 6H3BO3 + 2Ca(NO3)2
Kolemanit
Borik asit
Ülkemizde borik asit kolemanitten üretilmektedir. Kolemanit çeneli kırıcılarda 35-50
mm’ye ve sonra çekiçli kırıcıda 10 mm’ye kadar kırılarak, bilyeli değirmende 1 mm’ye
kadar öğütülür. Karıştırıcılı bir reaktörde %92,5’lik H2SO4’le 95°C’de reaksiyona girer.
Reaktörden alınan reaksiyon karışımı filtreden süzülerek, oluşan jips süzüntüden
ayrılır. Derişik süzüntü, kristallendiricide 30°C’ye kadar soğutulup, kristallendirilir.
Magma
santrifüjlenerek,
çözeltiden
ayrılır.
Çözelti
reaktöre
pompalanırken,
santrifüjden alınan nemli kristaller kurutucuda kurutulur.
Diğer bir üretim şekli ise boraksın HCl ile muamelesi sonucu üretilmesidir.
Na2B4O7.5H2O + 2HCl → 4 H3BO3 + 2NaCl
Boraks pentahidrat sıcak suda çözüldükten sonra üzerine stokiyometrik olarak yeterli
miktarda %25’lik HCl yavaş, yavaş karıştırılarak ilave edilir. Karışım bir gün kendi
haline bırakıldıktan sonra süzülür. Su ile yıkandıktan sonra kristallendirilir.
DENEYİN YAPILIŞI
Boraks’dan Borik Asit Eldesi:
1,25 gr Boraks alınarak üzerine 5 ml su ilave edilir. Karışımdaki Boraks çözününceye
kadar yavaş yavaş ısıtılır ve karıştırılır. Çözeltinin bazik olup olmadığına turnusol
kağıdı ile bakılır. Derişik 1,0 ml HCl ilave edilir. Çözelti soğutulur. Çöken Borik Asit
kristalleri süzülerek kurutulur.
Boraks Na2B4O7 .10H2O şeklinde bulunur. Reaksiyonun denklemi aşağıdaki gibi olur.
Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O ⇋ 4H3BO3 + 2NaCl
Na2B4O7 . 10H2O = 382 gr/mol
4H3BO3 = 248 gr/mol
Reaksiyona göre edilmesi gereken borik asit miktarı;
382 gr Boraks’dan
248 gr Borik asit elde edilirse
1,25 gr Boraks’dan
X gr____________________
X = 0,81 gr Borik Asit elde edilmelidir.
Deney sonucu elde ettiğimiz Borik Asit miktarı = 0,57 gr
Verim = % 70,2
Sodyum Peroksoborat ve Sodyum Perborat Eldesi:
Sodyum Peroksoborat
Perboratlar renk giderici olarak kullanılır.Pamuk, keten, kenevir gibi elyafların
beyazlaştırılmasında ve deterjan sanayinde kullanılır.
Sodyum Peroksoborat Na2 [B2(O2)2(OH)4] .6H2O
Sodyum Perborat NaBO3.4H2O
1 gr Boraks %3,3 lük NaOH içinde (6,6 ml) su banyosunda ısıtılarak çözülür. Çözelti
buzda soğutulur ve % 6′lık H2O2 (6,6 ml) çözeltisi yavaşça eklenir. Kristallenme
tamamlanıncaya kadar yaklaşık 20 dk karıştırılır. Elde edilen ürün süzülür ve
kurutulur.
Na2B4O7 . 10H2O + 4 H2O2 + 2 NaOH → Na2[B2(O2)2(OH)4].6H2O + 3H2O
Na2B4O7 . 10H2O = 382 gr/mol
Na2[B2(O2)2(OH)4] . 6H2O = 308 gr/mol
382 gr Boraks’dan
1 gr Boraks’dan
308 gr peroksoborat elde edilirse
X gr
X = 0,81 gr peroksoborat elde edilmeli
Reaksiyona göre elde edilmesi gereken peroksoborat miktarı = 0,81gr
Deney sonucu elde ettiğimiz Sodyum Peroksoborat Miktarı = 1,3 gr
Verim = % 40
© Copyright 2024 Paperzz
