Hasta 1981 se usaba como ingrediente en abonos foliares y en la conservación de alimentos como el marisco, aunque a partir de 1983, por recomendación de las administraciones, se fue sustituyendo por el metabisulfito sódico y, en la actualidad, su uso es ilegal.
Existe en forma cristalina (polvo de cristales blancos) que se disuelve fácilmente en agua. Su fórmula química es H3BO3. La forma mineral de este compuesto se denomina sassolita. Comúnmente se utiliza para realizar baños pédicos.
Fuentes naturales y descubrimiento
El ácido bórico no solo se encuentra en ciertos distritos volcánicos como la Toscana, las Islas Eolias y Nevada, sino que también se encuentra como componente de muchos minerales, tales como el bórax, la boracita, la boronatrocaicita y la colemanita. La presencia de ácido bórico y sus sales se ha observado en el agua de mar. También existe en las plantas y, especialmente, en casi todos los frutos.[2]
El ácido bórico lo preparó por primera vez Wilhelm Homberg, a partir del bórax, por la acción de ácidos minerales, y se le dio el nombre de sal sedativum Hombergi (‘sal sedante de Homberg’). Sin embargo, se han usado boratos como el ácido bórico desde la época de los griegos, para la limpieza, la conservación de alimentos y para otras actividades.
Preparación
El ácido bórico se puede preparar por reacción de calentamiento del bórax (tetraborato sódico decahidrato) con un ácido inorgánico, como el ácido clorhídrico:
También se forma como un subproducto de la hidrólisis de trihaluros de boro y diborano:[3]
B2H6 + 6 H2O → 2 B(OH)3 + 6 H2
BX3 + 3 H2O → B(OH)3 + 3 HX (X = Cl, Br, I)
Propiedades
Estructura cristalina de moléculas de ácido bórico
El ácido bórico es soluble en agua en ebullición. Cuando se calienta por encima de 170 °C, se deshidrata, formando ácido metabórico (HBO2 ):
H3BO3 → HBO2 + H2O
El ácido metabórico es un sólido blanco, cristalino cúbico y es solo ligeramente soluble en agua. Funde a aproximadamente 236 °C, y cuando se calienta por encima de aproximadamente 300 °C se deshidrata más, formando ácido tetrabórico o ácido pirobórico (H2B4O7):
4 HBO2 → H2B4O7 + H2O
El término ácido bórico a veces puede referirse a cualquiera de estos compuestos. El calentamiento adicional conduce a trióxido de boro.
H2B4O7 → 2 B2O3 + H2O
El ácido bórico no se disocia en solución acuosa como un ácido de Brønsted, pero es un ácido de Lewis que interactúa con las moléculas de agua para formar iones tetrahidroxiborato, como se confirma por espectroscopia Raman:[4]
Se forman aniones poliborato a pH 7-10 si la concentración de boro es mayor que aproximadamente 0,025 mol/L. El más conocido de ellos es el ion tetraborato, que se encuentra en el mineral bórax:
4 B(OH)− 4 + 2 H+ B4O2− 7 + 9 H2O
El ácido bórico hace una importante contribución a la absorción de sonido de baja frecuencia en el agua de mar.[5]
Es muy útil para combatir el acné, desinfectar quemaduras leves.
Sirve para contrarrestar el pie de atleta y el mal olor (se hacen baños pédicos).
Es retardante del fuego: si hay un incendio y no hay forma de apagarlo, se puede usar ácido bórico para apagar el fuego.
Se usa como abonos foliares y conservador de alimentos.
Absorbe los neutrones del contenido nuclear. El uso más importante de este ácido es la reducción de accidentes nucleares.
Por su toxicidad, el ácido bórico es un buen matacucarachas, termitas, hormigas y moscas.
El bórax, parte del boro, se emplea como suavizante de agua y agentes de limpieza.
Se aplica sobre madera para protegerla del fuego; es un preservante y se utiliza en la fabricación de vidrio, esmaltes, en la industria.
Es muy útil en la elaboración de la cerámica, cosméticos, cemento, porcelana, madera, cuero, alfombras, sombreros, jabones y piedras preciosas artificiales. Se utiliza en curtiembres, imprentas, tintorerías, pinturas y fotografías y en pomadas.
Se le utiliza para dar baños de níquel, en condensadores eléctricos, para impregnar mechas y endurecer aceros.
El boro se usa en metalurgia como un agente desgasificante, y se forman aleaciones junto con hierro, acero y aluminio, para aumentar la dureza.
Contraindicaciones
Puede ser letal, si su uso no se hace en forma responsable:
Según el Reglamento de la Unión Europea CE n.º 1272/2008 (CLP) está clasificado como tóxico para la reproducción humana con la frase de riesgo "H360FD": Puede perjudicar a la fertilidad. Puede dañar al feto.
Si se usa como insecticida para vectores es necesario hacerlo en lugares alejados, para evitar que estos no sean fuente alimenticia de otros animales lo que ocasionaría un desequilibrio en la cadena alimentaria.
En caso de quemaduras, si se aplica en exceso, probablemente deje una cicatriz que nunca desaparecerá.
Olerlo o ingerirlo puede provocar algunas molestias, como diarrea y vómitos, especialmente a las personas alérgicas e incluso la muerte.
Medicina
El ácido bórico en polvo se suele vender en las farmacias sin receta médica. Puede usarse como antiséptico para quemaduras leves o cortes y a veces se usa en aderezos o pomadas. También se aplica en una solución muy diluida para el lavado de ojos, para tratar algunos tipos de otitis externa (infección del oído) en seres humanos y animales o como una ducha de uso vaginal para tratar la vaginosis bacteriana, debida a la alcalinidad excesiva.[6] Como compuesto antibacteriano, puede utilizarse como tratamiento para el acné. Además, sirve como prevención del pie de atleta, mediante la inserción de polvo en los calcetines o medias.
Otro uso es como conservante en muestras de orina, en algunos países.
Las soluciones de ácido bórico para lavado de ojos o en la piel erosionada pueden ser especialmente tóxicas para los recién nacidos, especialmente después de un uso repetido, debido a la lenta velocidad de eliminación.[7]
Insecticida
El ácido bórico se registró por primera vez en los Estados Unidos como insecticida en 1948, para el control de cucarachas, termitas, hormigas, pulgas, pececillos de plata, y muchos otros insectos. Generalmente, se considera seguro para usar en cocinas domésticas, para controlar las cucarachas y las hormigas.[8] Actúa como veneno estomacal que afecta al metabolismo de los insectos, y el polvo seco es abrasivo para su exoesqueleto.
Conservación
En combinación con su uso como insecticida, el ácido bórico también previene y destruye la podredumbre húmeda y seca existente en las maderas. Se puede utilizar en combinación con un portador de glicol de etileno para tratar la madera exterior contra el ataque de hongos e insectos. Es posible comprar borato impregnado con varillas para la inserción en madera a través de agujeros de perforación donde se sabe que hay humedad acumulada. Está disponible en forma de gel y pasta inyectable para el tratamiento de la putrefacción de la madera afectada sin la necesidad de reemplazar la madera. Pueden usarse tratamientos de base de concentrados de borato para prevenir la proliferación de moho, algas y micelio, incluso en ambientes marinos.
El ácido bórico se añade a la sal en el curado de pieles de ganado vacuno, pieles de becerro y pieles de oveja. Esto ayuda a controlar el desarrollo de bacterias y a controlar los insectos.
Lubricación
Las suspensiones coloidales de nanopartículas de ácido bórico disuelto en aceite de petróleo o en aceite vegetal pueden formar un lubricante notable sobre superficies cerámicas o de metal[9] con un coeficiente de fricción de deslizamiento que disminuye con el aumento de la presión a un valor que va desde 0,10 hasta 0,02. Pueden obtenerse películas autolubricantes H3BO3 como resultado de una reacción química espontánea entre las moléculas de agua y capas de B2O3 en un ambiente húmedo. En mayor escala, existe una relación inversa entre el coeficiente de fricción y la presión de contacto de Hertz inducida por la carga aplicada.
El ácido bórico se usa para lubricar los tableros de juego de carrom y de novuss, lo que permite un juego más rápido.[10]
Energía nuclear
El ácido bórico se utiliza en las centrales nucleares como un veneno neutrónico para reducir la velocidad a la que se está produciendo la fisión. Las reacciones de fisión en cadena generalmente son impulsadas por la cantidad de neutrones presentes (como los productos de fisiones anteriores). El boro natural es 20 % de boro-10 y aproximadamente 80 % de boro-11. El boro-10 tiene una alta sección eficaz de absorción de neutrones de baja energía (térmica). La adición de ácido bórico, además del refrigerante que circula a través del reactor, ocasiona que se reduzca la probabilidad de que un neutrón pueda sobrevivir y causar la fisión. Los cambios en la concentración de ácido bórico regulan eficazmente la tasa de fisión que tiene lugar en el reactor. Este método solo se utiliza en reactores de agua a presión. El boro también se disuelve en las piscinas de combustible gastado que contienen barras de uranio gastado. La concentración es lo suficientemente alta para mantener la multiplicación de neutrones al mínimo. El ácido bórico se vertió sobre el reactor 4 de la instalación nuclear de Chernóbil después del accidente, para evitar que se produjera otra reacción.
Industrial
El principal uso industrial del ácido bórico es la fabricación de monofilamento de fibra de vidrio, comúnmente conocido como fibra de vidrio textil. La fibra de vidrio textil se utiliza para reforzar los plásticos en aplicaciones diversas, que incluyen barcos, tuberías industriales y tableros de circuitos informáticos.[11]
En la industria de la joyería, el ácido bórico se utiliza a menudo en combinación con alcohol desnaturalizado para reducir la superficie de oxidación y la formación de firescale en metales durante las operaciones de recocido y soldadura.
En la galvanoplastia, se aplica como parte de algunas fórmulas de propiedad. Una de estas fórmulas conocidas requiere una relación de aproximadamente 1 a 10 de H3 BO3 a NISO4, una porción muy pequeña de lauril sulfato de sodio y una pequeña porción de ácido sulfúrico (H2SO4).
El ácido bórico se mezcla con bórax (tetraborato sódico decahidrato) en la relación en peso de 4:5; es altamente soluble en agua, aunque no son tan soluble por separado.[12] La solución se utiliza para el agente retardante al fuego de la madera por impregnación.[13]
El ácido bórico es una de las sustancias más comúnmente utilizadas que pueden neutralizar ácido fluorhídrico (HF) activo. Su acción consiste en obligar a la libre F− aniones en sales complejas. Este proceso derrota la extrema toxicidad del ácido fluorhídrico, en particular su capacidad para secuestrar el calcio iónico a partir del suero de la sangre, que puede conducir a un paro cardíaco y a la descomposición ósea; tal caso puede ocurrir por contacto con la piel, solo de menor importancia con HF.[14]
Los herreros y herradores añaden bórax al ácido bórico, para su uso como fundente de soldadura.[15]
El ácido bórico, en combinación con aceite de silicona, se utiliza para la fabricación de Silly Putty.[16]
El ácido bórico, en combinación con otros ochenta productos químicos, se utiliza en la perforación en Marcellus Shale.[17]
Pirotecnia
Se utiliza en pirotecnia para evitar la reacción de formación de amida entre aluminio y nitratos. Se añade una pequeña cantidad de ácido bórico a la composición para neutralizar las amidas alcalinas que pueden reaccionar con el aluminio.
El ácido bórico puede usarse como colorante verde para la ola de mar y de conchas nucleares. Por ejemplo, los malabaristas de fuego, disuelto en metanol, para crear una llama de color verde oscuro.[cita requerida]
↑Allen, A. H.; Tankard, A. R. (1904). «The Determination of Boric Acid in Cider, Fruits, etc.». Analyst29 (October): 301-304. doi:10.1039/an9042900301.
↑Office of Prevention, Pesticides and Toxic Substances (1993). R.E.D. Facts: Boric Acid(pdf). United States Environmental Protection Agency. Archivado desde el original el 6 de abril de 2008. Consultado el 21 de abril de 2008.
↑Düzcükoğlu, H.; Acaroğlu, M. (2009). «Lubrication Properties of Vegetable Oils Combined with Boric Acid and Determination of Their Effects on Wear». Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects32 (3): 275-285. doi:10.1080/15567030802606053.
↑Harpreet Singh. «Standard equipments». Punjab State Carrom Association. Archivado desde el original el 14 de marzo de 2007. Consultado el 24 de septiembre de 2009.
↑Kistler, R. B.; Helvaci, C. (1994). «Boron and Borates». En D. D. Carr, ed. Industrial Minerals and Rocks (6th edición). Littleton, CO: SME. pp. 171-186.
↑Tsuyumoto, I.; Oshio, T.; Katayama, K. (2007). «Preparation of Highly Concentrated Aqueous Solution of Sodium Borate». Inorganic Chemistry Communications10 (1): 20-22. doi:10.1016/j.inoche.2006.08.019.
↑Tsuyumoto, I.; Oshio, T. (2009). «Development of Fire Resistant Laminated Wood Using Concentrated Sodium Polyborate Aqueous Solution». Journal of Wood Chemistry and Technology29 (4): 277-285. doi:10.1080/02773810903033721.
