Natriumtetraborat
Natriumtetraborat ist eine chemische Verbindung des Natriums aus der Gruppe der Borate.
Vorkommen
Natriumtetraborat kommt natürlich in Form der Minerale Borax (Decahydrat), Tincalconit (Pentahydrat) und Kernit (Tetrahydrat) vor.<ref name="mindat.org">mindat.org: Search Minerals By Chemistry</ref> Es kommt auch als Bestandteil von Salzsolen (z. B. im Searles-See in Kalifornien) vor.<ref name="Hagers">Vorlage:Literatur</ref>
Gewinnung und Darstellung
Natriumtetraborat-Anhydrat kann durch Entwässerung der Hydrate in zwei Schritten (Calcinieren und anschließendes Schmelzen) gewonnen werden. Schnelles Abkühlen ergibt ein amorphes Produkt, beim langsamen Abkühlen entsteht die α-Form (rhombische Kristalle).<ref name="Hagers" />
Eigenschaften
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.<ref name="GESTIS" /> Das Decahydrat gibt bei 75 °C Kristallwasser ab<ref name="MerckD" /> 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.<ref name="Hunnius">Curt Hunnius: Pharmazeutisches Wörterbuch. De Gruyter 2019, ISBN 978-3-11-150209-0. S. 134.</ref> 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.<ref>N. Morimoto, Mineral J. (Sapporo) 2 (1956) 1. Chem. Abstr. 52 (1958) 12687</ref> 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.<ref name="Hunnius" /> Das Tetrahydrat kann durch Erwärmen eines Gemisches aus gleichen Teilen von Natriumtetraborat-Pentahydrats und Natriumtetraborat-Decahydrat auf 120 °C gewonnen werden.<ref>Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 809.</ref> Das Anhydrat hat eine trikline Kristallstruktur mit der Vorlage:Raumgruppe, das Pentahydrat eine trigonale Kristallstruktur mit der Vorlage:Raumgruppe und das Decahydrat eine monokline Kristallstruktur mit der Vorlage:Raumgruppe.<ref name="Jean “d&” Ans, Ellen Lax">Vorlage:Literatur</ref>
Beim Lösen in Wasser bildet sich jeweils Borsäure.<ref name="europa.eu">europa.eu: Annex XV Dossier von Dinatriumtetraborat, wasserfrei (PDF; 363 kB)</ref>
- <chem>Na2B4O7 + 7 H2O -> 2 NaB(OH)4 + 2 B(OH)3</chem>
- <chem>Na2B4O7 . 5 H2O + 2 H2O -> 2 NaB(OH)4 + 2 B(OH)3</chem>
Verwendung
Natriumtetraborat wird als Flussmittel beim Hartlöten und als Holzschutzmittel gegen Pilz- und Insektenbefall eingesetzt. Es ist in Seifen und Pudern gegen fettige Haut, Bleichcremes und verschiedenen Hautpflegemitteln enthalten. Es wird zur Herstellung von Gläsern, Glasfaserisolierungen, Glasfasermatten, Emaille, Borsäure und Natriumperborat verwendet. Ferner für Glasuren, zum Steifen von Geweben und als Flammschutzausrüstung von Holz und Textilien eingesetzt.<ref name="GESTIS" />
Toxikologie
Natriumtetraborat wird aufgrund seiner Reproduktionstoxizität seit Juni 2010 als Substance of Very High Concern eingestuft.<ref name="SVHC_100.014.129" />
Einzelnachweise
<references />