Метаборат натрия

Метаборат натрия
Общие
Систематическое наименование	Метаборат натрия
Традиционные названия	Метаборнокислый натрий
Хим. формула	NaBO2
Физические свойства
Состояние	Бесцветные кристаллы
Молярная масса	65,80 г/моль
Плотность	2,34; 2,462; 2,464 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	966 °C
• кипения	1434 °C
Мол. теплоёмк.	65,94 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1059 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	16,40; 125,2100 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	98536-58-4
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Метаборат натрия — неорганическое вещество, соль щелочного металла натрия и метаборной кислоты с формулой NaBO₂. Бесцветные кристаллы. Образует кристаллогидраты.

Торговые названия: Кодалк, Кодальк (США, Eastman Kodak).

Получение

• Сплавление бора с едким натром в присутствии кислорода:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4B + 4NaOH + 3O_2 \xrightarrow[]{250^oC} 4NaBO_2 + 2H_2O } }[/math]

• Сплавление тетрабората натрия с едким натром:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2B_4O_7 + 2NaOH \xrightarrow{700^oC} 4NaBO_2 + H_2O } }[/math]

• Термическим разложением тетрагидроксобората натрия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na[B(OH)_4] \xrightarrow{300^oC} NaBO_2 + 2H_2O } }[/math]

Физические свойства

Метаборат натрия образует бесцветные гигроскопические кристаллы тригональной сингонии, пространственная группа R 3c, параметры ячейки a = 1,1925 нм, c = 0,6439 нм, Z = 18. Известна метастабильная модификация с температурой плавления 934°С.

Хорошо растворим в воде, легко образует пересыщенные растворы.

При кристаллизации из водных растворов с небольшим избытком гидроксида натрия образует кристаллогидраты:

• NaBO₂•4H₂O при температурах ниже 58 °С;
• NaBO₂•2H₂O при температурах 58—112 °C;
• NaBO₂•½H₂O при температурах выше 112°С и вплоть до температуры кипения насыщенного раствора — 120,2 °С;
• известны также кристаллогидраты NaBO₂•H₂O и Na₃[B₃O₅(OH)₂].

Гидрат NaBO₂•½H₂O можно обезводить путём нагрева до 306 °C.

Химические свойства

• Холодная вода переводит анион BO₂^- в тетрагидроксо форму:

[math]\displaystyle{ \mathsf{BO_2^- + 2\ H_2O \ \rightleftarrows\ [B(OH)_4]^- } }[/math]

• Разлагается в горячей воде:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4\ NaBO_2 + H_2O \ \xrightarrow{100^oC}\ Na_2B_4O_7 + 2\ NaOH } }[/math]

• Разлагается кислотами:

[math]\displaystyle{ \mathsf{NaBO_2 + H_2SO_4 + H_2O \ \xrightarrow{\ }\ NaHSO_4 + B(OH)_3 } }[/math]

Применение

• В производстве боросиликатных стекол.
• Как компонент гербицидов и антифризов.

В фотографии

В 1930-е годы фирма Kodak начала вводить метаборат натрия в состав проявителей под торговым именем кодалк вместо буры. Подобная замена позволяла более гибко регулировать щелочность при машинной обработке и помогает снизить образование пузырей в эмульсии при последующей обработке в кислых фиксажах. Рецепты, где бура была заменена кодалком содержали букву K в названии, идущую после буквы D (обозначавшую developer). Например, рецепт проявителя с бурой называется D-76, аналогичный рецепт с кодалком носит название DK-76. По щелочности метаборат натрия находится примерно между содой и бурой.

Литература

• Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988.
• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Федоров П. И. Натрия бораты // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди—Полимерные. — С. 180—181. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.