Применение
Бор и бораны находят разнообразное применение в электронике, обработке металлов, химической, целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности, при изготовлении керамики. В электронике бор, трехбромистый бор и треххлористый бор используются в качестве полупроводников. Бор служит для зажигания разряда в радиолампах и газопоглотителем в металлургии. Он также используется в пиротехнике. Диборан, пентаборин и декаборин входят в состав высококалорийного топлива. Треххлористый бор, диборан и декаборан являются компонентами ракетного топлива, а триэтилбор, и бор служат воспламенителями для реактивных и ракетных двигателей. используется в ядерных реакторах как компонент экранирующего нейтроны материала.
Многие соединения бора используются в металлообработке, в частности, при сварке и пайке. Другие вещества применяются в качестве огнезащитных пропиток и отбеливающих средств для ткани, бумаги и целлюлозы, при производстве лаков и красок. Оксид бора - огнезащитная добавка в краски и лаки, а тетраборат натрия, бура и триметилборат - средства для огнезащитной пропитки текстиля. И бура, и тетраборат натрия используются для огнестойкой пропитки древесины. В строительной индустрии они применяются в качестве составной части изоляционного стекловолокна. Тетраборат натрия применяется в дубильной промышленности для обработки и консервации кож. Бура используется в моющих средствах, как антикоррозийная добавка к антифризу, и в качестве инсектицида для обработки помещений для хранения продуктов. Декаборан служит матирующим средством для искусственного шелка и средством защиты от моли в текстильной промышленности, а боргидрид натрия - отбеливателем древесной целлюлозы.
В керамической промышленности оксид бора и бура входят в состав глазурей, а тетраборат натрия используется при получении эмалей и глазурей для фарфора. Перборат натрия применяется для отбеливания текстиля и в гальваностегии. Он входит в состав мыла, дезодорантов, детергентов, жидкостей для полоскания рта и кубовых красителей. Трехфтористый бор используется для упаковки пищевых продуктов, в электронике, и в ядерных реакторах.
Опасность для здоровья
Бор встречается в природе, и его обычно можно обнаружить в продуктах и питьевой воде. В микроскопических количествах он необходим для роста растений и некоторых видов морских водорослей. Несмотря на то, что было обнаружено присутствие бора в тканях человека, его физиологическая роль пока не ясна. Бор обычно считается безопасным и используется как добавка к пищевым продуктам (например, при упаковке), но составы, содержащие бор, могут отличаться высокой токсичностью. Бор присутствует во многих важных в промышленном отношении соединениях составы, включая бораты, бораны и галоидные соединения бора.
Отравление бором чаще всего происходит в результате длительного приема лекарств, содержащих борную кислоту, или при случайном глотании, особенно маленькими детьми. Профессиональные отравления обычно являются следствием воздействия на органы дыхания или открытые раны кожи пыли, газов или пары соединений бора.
Попадание почти всех этих веществ на кожу, в глаза или в дыхательные пути вызывает острое раздражение. Проникшие в организм соединения бора могут воздействовать на кровь, дыхательные пути, пищеварительную систему, почки, печень и центральную нервную систему; в тяжелых случаях отравление может приводить к смерти.
Борная кислота является самым распространенным из боратов, в состав которых входит бор, кислород и другие элементы. Кратковременное воздействие борной кислоты в жидком или твердом виде может вызвать раздражение, серьезность которого определяется концентрацией и временем контакта. Вдыхание пыли или аэрозолей боратов может привести к раздражению кожи, глаз и органов дыхания.
Симптомы включают в себя неприятные ощущения в глазах, сухость во рту, воспаление горла и интенсивный кашель. Рабочие обычно сообщают об этих признаках после воздействия борной кислоты с концентрацией более ; однако постоянное воздействие меньших концентраций может тоже вызвать раздражение.
Персонал, подвергшийся воздействию пыли буры, жаловался на хронический кашель, а у тех, кто испытал на себе длительной воздействие, были обнаружены обструктивные отклонения, хотя и неясно, связаны ли эти отклонения с воздействием буры.
Бораты легко абсорбируются через открытые раны кожи, а также через органы дыхания и пищеварения. Попавшие в организм человека бораты действуют, главным образом, на кожу, центральную нервную систему и органы пищеварения. Симптомы отравления обычно появляются быстро, но может пройти несколько часов, прежде чем разовьются кожные реакции. Кожа или слизистые оболочки могут покраснеть, поверхностные ткани начинают шелушиться. Длительное воздействие может привести к экземе, очаговому облысению и образованию мешков под глазами. Эти дерматологические эффекты могут проявиться спустя несколько дней после отравления. Пациенты иногда жалуются на боли в животе, тошноту, рвоту и диарею. Рвотные и каловые массы могут быть зеленоватого цвета и содержать кровь. Кроме того, возможно появление головных болей, возбужденного или депрессивного состояния, припадков, развитие летаргии и комы.
При остром отравлении развивается анемия, ацидоз и дегидратация, сопровождающиеся частым, слабым пульсом и низким кровяным давлением. За этими симптомами могут следовать сердечная аритмия, шок, почечная недостаточность и, в редких случаях, поражение печени. Пострадавшие выглядят бледными, потеют и самочувствие их резко ухудшается. Большинство этих тяжелых симптомов наблюдалось перед смертью в результате острого отравления соединениями бора. Однако если пострадавшие вовремя обращаются к врачу и получают надлежащее лечение, все нарушения обычно бывают обратимыми.
Влияние боратов на репродуктивную функцию все еще до конца не выяснено. Тесты на вредное воздействие на ДНК, проведенные на животных и культурах тканей, оказались отрицательными, но при длительном воздействии борной кислоты бесплодие развивалось как у мужских, так и у женских особей. Отмечены случаи уменьшения способности к воспроизведению потомства у немногих исследованных рабочих.
Трехфтористый бор, хлорид бора и бромид бора могут бурно реагировать с водой, выделяя галоидные соединения водорода, типа хлористоводородной и фтористоводородной кислот. Трехфтористый бор является сильным раздражителем кожи и глаз. У животных, получившие смертельные дозы, наблюдалось почечная недостаточность, легочное раздражение и пневмония. При исследовании небольшого числа подвергшихся его воздействию рабочих выявлено некоторое снижение дыхательной функции - однако, неизвестно, было ли это связано с отравлением.
Бораны (гидриды бора) - диборан, пентаборан и дакаборан -- чрезвычайно реакционоспособные соединения, которые могут взрываться при контакте с кислородом или окислителями. Эта группа веществ является раздражителями, которые могут быстро вызывать химическую пневмонию, отек легких и другие повреждения органов дыхания. Кроме того, сообщалось, что бораны способны вызывать припадки и неврологические заболевания с долговременными неврологическими и психическими нарушениями. С этими соединениями следует обращаться с крайней осторожностью.
Длительные эксперименты с животными и наблюдения за подвергшимися воздействию соединений бора людьми не дали доказательств канцерогенности этих веществ.
Таблицы боранов
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 104.37 Химическая идентификация
Химическое вещество |
Синонимы |
Номер (CAS) |
Формула |
БОР |
|
7440-42-8 |
|
ДВУНАТРИЕВАЯ СОЛЬ БОРНОЙ КИСЛОТЫ |
Безводная бура; |
1330-43-4 |
|
ОКСИД БОРА |
Борный ангидрид; |
1303-86-2 |
|
ТРИБРОМИД БОРА |
Бромид бора |
10294-33-4 |
|
ТРИХЛОРИД БОРА |
Хлорид бора |
10294-34-5 |
|
ТРИФТОРИД БОРА |
Фторид бора |
7637-07-2 |
|
ЭФИРАТ ТРИФТОРИДА БОРА |
|
109-63-7 | |
ДЕКАБОРАН |
UN1868 |
17702-41-9 |
|
ДИБОРАН |
Борэтан; |
19287-45-7 |
|
ПЕНТАБОРАН |
UN1380 |
19624-22-7 |
|
ПЕРБОРАТ НАТРИЯ |
Борат натрия; |
7632-04-4 | |
ДЕКАГИДРАТ ТЕТРАБОРАТА НАТРИЯ |
Пироборат натрия; |
1303-96-4 |
|
ТЕТРАГИДРОБОРАТ НАТРИЯ |
Боргидрид натрия |
16940-66-2 | |
ТРИЭТИЛБОРАН |
Триэтилборин |
97-94-9 |
|
ТРИМЕТИЛ БОРАТ |
Триметиловый эфир борной кислоты; |
121-43-7 |
|
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 104.38 Опасность для здоровья
Название вещества |
Немедленное воздействие (ICSC) |
Отдаленное воздействие (ICSC) |
Пути воздействия и симптомы (ICSC) |
Органы поражения и пути проникновения (NIOSH) |
Симптомы (US NIOSH) |
ОКСИД БОРА |
Глаза; кожа; дыхательные пути |
Почки |
Ингаляция: кашель, воспаление горла |
Глаза, кожа; респираторная система |
Раздражение глаз, кожи, респираторной системы; кашель; конъюнктивит; кожа эритема |
ТРИБРОМИД БОРА |
Глаза; кожа; дыхательные пути; легкие |
|
Ингаляция: кашель, затрудненное дыхание, воспаление горла |
Глаза, кожа; респираторная система |
Раздражение глаз, кожи, респираторной системы; ожоги кожи, глаз; диспноэ, отек легких |
ТРИХЛОРИД БОРА |
Глаза; кожа; дыхательные пути |
|
Ингаляция: ощущение жжения, кашель, затрудненное дыхание, одышка, воспаление горла |
|
|
ТРИФТОРИД БОРА |
Глаза; кожа; дыхательные пути; легкие |
Легкие; почки |
Ингаляция: разъедание, ощущение жжения, кашель, затрудненное дыхание |
Респираторная система; почки; глаза; кожа |
Раздражение глаз, кожи, носа, респираторной системы; носовое кровотечение; ожоги глаз, кожного покрова; у животных: пневмония; почечное повреждение |
ДЕКАБОРАН |
Глаза; дыхательные пути; центральная нервная система |
центральная нервная система |
Ингаляция: кашель, головокружение, сонливость, головные боли, дрожь, конвульсии, тошнота, слабость, потеря координации, симптомы могут быть отсрочены |
центральная нервная система; печень; почки |
Головокружение, головная боль, тошнота, головокружение, сонливость; потеря координации, местный мускульный спазм, дрожь, конвульсии; утомление; у животных: слабость; диспноэ; повреждение печени, почек |
ДИБОРАН |
Глаза; кожа; дыхательные пути; легкие |
Легкие |
Ингаляция: кашель, головокружение, затрудненное дыхание, тошнота, воспаление горла, слабость |
Респираторная система; центральная нервная система; печень; почки |
Напряженная грудь, предсердечные боли, одышка, непродуктивный кашель, тошнота; головная боль, Головокружение, озноб, жар, утомление, слабость, дрожь, фасцикуляция мышц; у животных: повреждение печени, почек; отек легких; кровоизлияние |
ПЕНТАБОРАН |
Дыхательные пути; центральная нервная система |
|
Ингаляция: тошнота, сонливость, головные боли, головокружение, пелена перед глазами, дрожь, конвульсии; симптомы могут быть отсрочены |
центральная нервная система; глаза; кожа |
Раздражение глаз, кожи, головокружение, головная боль, сонливость, головокружение, потеря координации, дрожь, конвульсии, поведенческие изменения; тонический спазм лица, шея, брюшной полости, конечностей |
ДЕКАГИДРАТ ТЕТРАБОРАТА НАТРИЯ |
Слизистые оболочки; глаза; печень; почки; центральная нервная система |
Кожа |
Ингаляция: носовое кровотечение, кашель, уплотнение груди, одышка, воспаление горла |
Глаза, кожа, респираторная система |
Раздражение глаз, кожи, верхней респираторной системы; дерматит; носовое кровотечение; кашель, диспноэ |
ТРИМЕТИЛ БОРАТ |
Глаза; дыхательные пути |
|
Ингаляция: кашель, воспаление горла |
|
|
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 104.39 Физические и химические опасности
Для класса ООН (UN): 1.5 = вещества, которые представляют опасность массового взрыва; 2.1 = легковоспламеняющийся газ; 2.3 = токсичный газ; 3 = легковоспламеняющаяся жидкость; 4.1 = легковоспламеняющееся твердое вещество; 4.2 = вещество подвержено самовозгоранию; 4.3 = вещество, которое при контакте с водой испускает легковоспламеняющиеся газы; 5.1 = окислитель; 6.1 = токсичное вещество; 7 = радиоактивно; 8 = коррозийное вещество
Название вещества |
Физические опасности |
Химические опасности |
Класс или категория по классификации ООН / Дополнительные риски |
ОКСИД БОРА |
|
· Реагирует медленно с водой, с образованием борной кислоты |
|
ТРИБРОМИД БОРА |
· Пар - тяжелее воздуха |
· Может взрываться при нагревании |
8 |
ТРИХЛОРИД БОРА |
· Газ- тяжелее воздуха |
· Бурно реагирует с водой · При контакте с воздухом выделяет хлористый водород |
2.3/ 8 |
ТРИФТОРИД БОРА |
· Газ- тяжелее воздуха |
· Вещество будет полимеризовать ненасыщенные соединения · Вещество распадается при контакте с водой и влагой, выделяя токсичные и коррозийные пары, включая фтористый водород, фтороборная кислотная и борная кислота · Бурно реагирует с натрием, калием и кальцием, с алкилонитратами · Разъедает многие металлы в присутствии воды |
2.3/ 8 |
ЭФИРАТ ТРИФТОРИДА БОРА 109-63-7 |
|
|
8/ 3 |
ДЕКАБОРАН |
· Взрыв присыпки возможен в том случае, если она в порошкообразной или гранулообразной форме смешана с воздухом |
· Может взрываться при нагревании или при контакте с пламенем · Вещество распадается медленно при нагревании до 300°C с образованием бора и легковоспламеняющегося газа, водорода, и при горении выделяя ядовитые пары (оксиды бора) · Реагирует с галоидированными материалами и эфирами, с возникновением ударо-чувствительных материалов |
4.1/ 6.1 |
ДИБОРАН |
· Газ хорошо смешивается с воздухом, взрывчатые смеси легко формируются |
· Вещество будет полимеризуется с образованием жидкого пентаборана |
2.3/ 2.1 |
ПЕНТАБОРАН |
· Пар - тяжелее воздуха |
· Вещество распадается медленно при нагревании до 150°C с формированием бора и легковоспламеняющегося газа водорода, и при горении, производя ядовитые пары (оксиды бора) · Реагирует с окислителями и галогенами, что порождает опасность возгорания и взрыва · Неочищенный материал воспламеняется спонтанно на воздухе |
4.2/ 6.1 |
БОРГИДРИД НАТРИЯ |
|
|
4.3 |
ДЕКАГИДРАТ ТЕТРАБОРАТА НАТРИЯ |
|
· Вещество распадается при нагревании выше 400°C, образуя метабораты |
|
ТРИМЕТИЛ БОРАТ |
· Пар - тяжелее воздуха и может перемещаться над поверхностью земли; отдаленное воспламенение возможно |
· При воспламенении выделяет токсичные газы окисей бора и углерода |
3 |
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 104.40 Физические и химические свойства
Название вещества |
Цвет/Форма |
Температура кипения (°C) |
Температура плавления (°C) |
Молекулярная масса |
Растворимость в воде |
Относительная плотность (вода=1) |
Относительная плотность паров (воздух=1) |
Давление пара/ (КПА) |
Пределы воспламеняемости |
Температура вспышки (°C) |
Температура авто-воспламенения (°C) |
БОР |
Полиформный: альфа-ромбоэдрическая форма, прозрачные красные кристаллы; бета-ромбоэдрическая форма, черный цвет; альфа-тетрагональная форма, черный цвет, непрозрачные кристаллы с металлическим блеском; аморфная форма, черный или темно-коричневый порошок; другие известные кристаллические формы |
2550 |
2300 |
10.81 |
Нерастворим |
Аморфный, ; альфа-ромбоэдрический,
;
; бета-ромбоэдрический,
|
|
@ 2140 °C |
|
|
580 |
ДВУНАТРИЕВАЯ СОЛЬ БОРНОЙ КИСЛОТЫ |
порошок или стеклоподобные пластины; белые, свободно-текучие кристаллы; светло-серое твердое вещество |
1575 |
741 |
201.3 |
2.56 г/100 г |
2.367 |
|
|
|
|
|
ОКСИД БОРА |
ромбические кристаллы; бесцветные, полупрозрачные куски или твердые, белые кристаллы |
1860 |
450 |
69.6 |
2.77 г/100 г |
1.8 (аморфный); 2.46 (кристаллический) |
|
|
|
|
|
ТРИБРОМИД БОРА |
бесцветная жидкость |
90 |
-46.0 |
250.57 |
Реагирует |
2.6431 |
8.6 |
5.3 |
|
|
|
ТРИХЛОРИД БОРА |
|
12.5 |
-107 |
117.16 |
|
1.35 |
4.03 |
2.99 Па |
|
|
|
ТРИФТОРИД БОРА |
бесцветный газ |
-99.9 |
-126.8 |
67.82 |
Реагирует |
3.08 г/1.57 л |
2.4 |
10 мм р.с. |
|
|
|
ЭФИРАТ ТРИФТОРИДА БОРА |
жидкость; бесцветная |
125.7 |
-60.4 |
141.94 |
|
1.3572 |
|
|
|
64 о.ч. |
|
ДЕКАБОРАН |
белые кристаллы; орторомбические кристаллы; бесцветные или белые кристаллические игольчатые кристаллы |
213 |
99.5 |
122.21 |
Слаборастворим |
твердое вещество: 0.94 |
4.2 |
6.65 Па |
|
80 з.ч. |
149 |
ДИБОРАН |
бесцветный газ |
-92.5 |
-165 |
27.69 |
Слаборастворим |
0.210 |
0.96 |
224 мм р.с. |
0.8 н.г. |
легковоспла- |
40-50 |
ПЕНТАБОРАН |
бесцветная жидкость |
60 |
-46.6 |
63.2 |
Реагирует |
0.61 |
2.2 |
22.8 |
0.42 н.г. |
30 з.ч. |
35 |
ПЕРБОРАТ НАТРИЯ |
белый, аморфный порошок |
|
|
81.80 |
|
|
|
|
|
|
|
ТЕТРАГИДРОБОРАТ НАТРИЯ |
белый кубический кристалл; белый до серо-белого микрокристаллический порошок или ком |
400 медленный распад; 500 температура быстрого распада-плавления |
36 |
37.8 |
Хорошо растворим |
1.07 |
|
|
|
|
|
ДЕКАГИДРАТ ТЕТРАБОРАТА НАТРИЯ |
бесцветные, моноклинные кристаллы; твердые кристаллы, гранулы или кристаллический порошок; белый, серый, синеватый или зеленовато белый прожилок, стекловидный или тусклый блеск |
320 |
75 |
381.4 |
5.92 г/100 г |
1.73 |
|
|
|
|
|
ТРИЭТИЛБОРАН |
бесцветная жидкость |
95-96 |
-92.9 |
98.00 |
|
0.6961 мм р.с. |
|
|
|
|
|
ТРИМЕТИЛ БОРАТ |
водянисто-белая жидкость |
67-68 |
-29.3 |
103.9 |
Реагирует |
0.91 |
3.6 |
137мм р.с. |
|
< 27 з.ч. |
|
--------------------------------------------------------------------------------