Boro

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Boro,  5 B
Boron R105.jpg
boro (β-romboédrico) [1]
Boro
Pronúncia/ B ɔr ɒ n / ( BOR -on )
Alótroposα-, β-romboédrico, β-tetragonal (e mais )
AparênciaPreto amarronzado
Peso atômico padrão A r, std (B) [10.80610,821 ] convencional: 10,81
Boro na tabela periódica
Hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Índio Lata Antimônio Telúrio Iodo Xenon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Europium Gadolínio Térbio Disprósio Holmium Erbium Túlio Itérbio Lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio Rênio Ósmio Iridium Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Liderar Bismuto Polônio Astatine Radon
Francium Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio Americium Curium Berquélio Californium Einsteinium Fermium Mendelévio Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seabórgio Bohrium Hassium Meitnerium Darmstádio Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
-

B

Al
berílioborocarbono
Número atômico ( Z )5
Grupogrupo 13 (grupo de boro)
Períodoperíodo 2
Quadra  bloco p
Configuração de elétrons[ He ] 2s 2 2p 1
Elétrons por camada2, 3
Propriedades físicas
Fase em  STPsólido
Ponto de fusão2349  K (2076 ° C, 3769 ° F)
Ponto de ebulição4200 K (3927 ° C, 7101 ° F)
Densidade quando líquido (em  mp )2,08 g / cm 3
Calor de fusão50,2  kJ / mol
Calor da vaporização508 kJ / mol
Capacidade de calor molar11,087 J / (mol · K)
Pressão de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1 mil 10 k 100 k
em  T  (K) 2348 2562 2822 3141 3545 4072
Propriedades atômicas
Estados de oxidação−5, −1, 0, [2] +1, +2, +3 [3] [4] (um óxido levemente ácido )
Eletro-negatividadeEscala de Pauling: 2,04
Energias de ionização
  • 1o: 800,6 kJ / mol
  • 2o: 2.427,1 kJ / mol
  • 3º: 3659,7 kJ / mol
  • ( mais )
Raio atômicoempírico: 90  pm
Raio covalente84 ± 15h
Raio de Van der Waals192 pm
Linhas de cores em uma faixa espectral
Linhas espectrais de boro
Outras propriedades
Ocorrência naturalprimordial
Estrutura de cristalrhombohedral
Estrutura de cristal romboédrica para boro
Velocidade do som haste fina16.200 m / s (a 20 ° C)
Expansão térmicaforma β: 5–7 µm / (m⋅K) (a 25 ° C) [5]
Condutividade térmica27,4 W / (m⋅K)
Resistividade elétrica~ 10 6  Ω⋅m (a 20 ° C)
Ordenação magnéticadiamagnético [6]
Suscetibilidade magnética molar−6,7 × 10 −6  cm 3 / mol [6]
Dureza de Mohs~ 9,5
Número CAS7440-42-8
História
DescobertaJoseph Louis Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard [7] (30 de junho de 1808)
Primeiro isolamentoHumphry Davy [8] (9 de julho de 1808)
Principais isótopos do boro
Isótopo Abundância Meia-vida ( t 1/2 ) Modo de decaimento produtos
10 B 20% estável [9]
11 B 80% estável [9]
O conteúdo de 10 B é de 19,1–20,3% em amostras naturais, com o restante sendo 11 B. [10]
Categoria Categoria: Boro
| referências

O boro é um elemento químico com o símbolo  B e número atômico  5. Em sua forma cristalina, é um metalóide frágil, escuro e brilhante ; em sua forma amorfa , é um pó marrom. Como o elemento mais leve do grupo do boro, ele possui três elétrons de valência para formar ligações covalentes , resultando em muitos compostos como o ácido bórico , o mineral bórax e o cristal ultraduro de carboneto de boro .

O boro é sintetizado inteiramente por fragmentação de raios cósmicos e supernovas e não por nucleossíntese estelar , portanto é um elemento de baixa abundância no Sistema Solar e na crosta terrestre . [11] Constitui cerca de 0,001 por cento em peso da crosta terrestre. [12] O boro está concentrado na Terra pela solubilidade em água de seus compostos mais comuns de ocorrência natural, os minerais borato . Estes são extraídos industrialmente como evaporitos , como bórax e kernite . Os maiores depósitos de boro conhecidos estão na Turquia, o maior produtor de minerais de boro.

O boro elementar é um metalóide encontrado em pequenas quantidades nos meteoróides, mas o boro não combinado quimicamente não é encontrado naturalmente na Terra. Industrialmente, o boro muito puro é produzido com dificuldade devido à contaminação por carbono ou outros elementos que resistem à remoção. [ carece de fontes? ] Vários alótropos de boro existem: boro amorfo é um pó marrom; o boro cristalino é prateado a preto, extremamente duro (cerca de 9,5 na escala de Mohs ) e um mau condutor elétrico à temperatura ambiente. O principal uso do boro elementar é como filamentos de boro com aplicações semelhantes afibras de carbono em alguns materiais de alta resistência.

O boro é usado principalmente em compostos químicos. Cerca de metade de todo o boro consumido globalmente é um aditivo em fibra de vidro para isolamento e materiais estruturais. O próximo uso principal é em polímeros e cerâmicas em materiais estruturais leves e de alta resistência e resistentes ao calor . O vidro borossilicato é desejado por sua maior força e resistência ao choque térmico do que o vidro de cal sodada comum. O boro como perborato de sódio é usado como alvejante . Uma pequena quantidade de boro é usada como dopante em semicondutores e reagentes intermediários na síntese de produtos químicos finos orgânicos. Alguns fármacos orgânicos contendo boro são usados ​​ou estão em estudo. O boro natural é composto por dois isótopos estáveis, um dos quais ( boro-10 ) tem vários usos como agente de captura de nêutrons.

A intersecção do boro com a biologia é muito pequena. Falta consenso sobre o boro como essencial para a vida dos mamíferos. Boratos têm baixa toxicidade em mamíferos (semelhante ao sal de cozinha ), mas são mais tóxicos para artrópodes e ocasionalmente são usados ​​como inseticidas . Antibióticos orgânicos contendo boro são conhecidos. Embora apenas traços sejam necessários, o boro é um nutriente essencial para as plantas.

História

A palavra boro foi cunhada a partir do bórax , o mineral do qual foi isolado, por analogia com o carbono , com o qual o boro se assemelha quimicamente.

O bórax em sua forma mineral (então conhecido como tincal) foi usado pela primeira vez como um esmalte, começando na China por volta de 300 DC. Algum bórax bruto viajou para o oeste e foi aparentemente mencionado pelo alquimista Jabir ibn Hayyan por volta de 700 DC. Marco Polo trouxe alguns esmaltes de volta para a Itália no século 13. Georgius Agricola , por volta de 1600 DC, relatou o uso de bórax como um fundente na metalurgia . Em 1777, o ácido bórico foi reconhecido nas fontes termais ( soffioni ) perto de Florença , Itália, quando então ficou conhecido como sal sedativum , com ostensivos benefícios médicos. O mineral foi denominado sassolita , apósSasso Pisano na Itália. Sasso foi a principal fonte de bórax europeu de 1827 a 1872, quando fontes americanas o substituíram. [13] [14] Os compostos de boro eram relativamente raramente usados ​​até o final de 1800, quando a Pacific Coast Borax Company de Francis Marion Smith os popularizou e os produziu em volume a baixo custo. [15]

O boro não foi reconhecido como um elemento até que foi isolado por Sir Humphry Davy [8] e por Joseph Louis Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard . [7] Em 1808 Davy observou que a corrente elétrica enviada através de uma solução de boratos produzia um precipitado marrom em um dos eletrodos. Em seus experimentos subsequentes, ele usou o potássio para reduzir o ácido bórico em vez da eletrólise . Ele produziu boro suficiente para confirmar um novo elemento e chamou o elemento de borácio . [8] Gay-Lussac e Thénard usaram ferro para reduzir o ácido bórico em altas temperaturas. Ao oxidar o boro com ar, eles mostraram que o ácido bórico é um produto da oxidação do boro. [7][16] Jöns Jacob Berzelius identificou o boro como um elemento em 1824. [17] O boro puro foi indiscutivelmente produzido pela primeira vez pelo químico americano Ezekiel Weintraub em 1909. [18] [19] [20]

Preparação de boro elementar em laboratório

As primeiras rotas para o boro elementar envolviam a redução do óxido bórico com metais como magnésio ou alumínio . Porém, o produto quase sempre está contaminado com boretos desses metais. [ carece de fontes? ] Boro puro pode ser preparado reduzindo haletos de boro voláteis com hidrogênio em altas temperaturas. O boro ultrapuro para uso na indústria de semicondutores é produzido pela decomposição do diborano em altas temperaturas e depois purificado pela fusão por zona ou processos de Czochralski . [21]

A produção de compostos de boro não envolve a formação de boro elementar, mas explora a disponibilidade conveniente de boratos.

Características

Alótropos

Pedaços de boro

O boro é semelhante ao carbono em sua capacidade de formar redes moleculares covalentemente ligadas estáveis . Mesmo o boro nominalmente desordenado ( amorfo ) contém icosaedras de boro regulares que são, no entanto, ligadas aleatoriamente entre si sem ordem de longo alcance . [22] [23] O boro cristalino é um material preto muito duro com um ponto de fusão acima de 2.000 ° C. Forma quatro alótropos principais : α-romboédrico e β-romboédrico (α-R e β-R), γ-ortorrômbico (γ) e β-tetragonal (β-T). Todas as quatro fases são estáveis ​​em condições ambientais, e o β-romboédrico é o mais comum e estável. Também existe uma fase α-tetragonal (α-T), mas é muito difícil de produzir sem contaminação significativa. A maioria das fases é baseada em icosaedra B 12 , mas a fase γ pode ser descrita como um arranjo do tipo sal rochoso dos pares atômicos icosaedra e B 2 . [24] Pode ser produzido comprimindo outras fases de boro a 12–20 GPa e aquecendo a 1500–1800 ° C; ele permanece estável após liberar a temperatura e a pressão. A fase β-T é produzida em pressões semelhantes, mas em temperaturas mais altas de 1800–2200 ° C. As fases α-T e β-T podem coexistir em condições ambientais, sendo a fase β-T a mais estável. [24] [25] [26]A compressão de boro acima de 160 GPa produz uma fase de boro com uma estrutura ainda desconhecida, e esta fase é um supercondutor em temperaturas abaixo de 6–12 K. [27] Borosfereno ( moléculas B 40 semelhantes ao fulereno ) e borofeno ( estrutura semelhante ao grafeno proposta ) foram descritos em 2014.

Fase de boro α-R β-R γ β-T
Simetria Romboédrico Romboédrico Ortorrômbico Tetragonal
Átomos / célula unitária [24] 12 ~ 105 28
Densidade (g / cm 3 ) [28] [29] [30] [31] 2,46 2,35 2,52 2,36
Dureza Vickers (GPa) [32] [33] 42 45 50–58
Módulo de massa (GPa) [33] [34] 185 224 227
Bandgap (eV) [33] [35] 2 1,6 2,1

Química do elemento

O boro elementar é raro e pouco estudado porque o material puro é extremamente difícil de preparar. A maioria dos estudos de "boro" envolve amostras que contêm pequenas quantidades de carbono. O comportamento químico do boro se assemelha ao do silício mais do que ao do alumínio . O boro cristalino é quimicamente inerte e resistente ao ataque por ácido fluorídrico ou clorídrico em ebulição . Quando finamente dividido, é atacado lentamente por peróxido de hidrogênio concentrado quente, ácido nítrico concentrado quente, ácido sulfúrico quente ou mistura quente de ácidos sulfúrico e crômico . [19]

A taxa de oxidação do boro depende da cristalinidade, tamanho da partícula, pureza e temperatura. O boro não reage com o ar em temperatura ambiente, mas em temperaturas mais altas ele queima para formar trióxido de boro : [36]

4 B + 3 O 2 → 2 B 2 O 3
Modelo ball-and-stick de ânion tetraborato, [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2− , conforme ocorre no bórax cristalino, Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ] · 8H 2 O. Os átomos de boro são rosa, com oxigênios em ponte em vermelho e quatro hidrogênios hidroxila em branco. Observe que dois boro são sp 2 ligados trigonalmente sem carga formal, enquanto os outros dois boro são sp 3 ligados tetraedricamente , cada um carregando uma carga formal de -1. O estado de oxidação de todos os boro é III. Esta mistura de números de coordenação de boro e cargas formais é característica dos minerais naturais de boro.

O boro sofre halogenação para dar trihaletos; por exemplo,

2 B + 3 Br 2 → 2 BBr 3

O tricloreto na prática geralmente é feito do óxido. [36]

Estrutura atômica

O boro é o elemento mais leve com um elétron em um orbital p em seu estado fundamental. Mas, ao contrário da maioria dos outros elementos p , raramente obedece à regra do octeto e geralmente coloca apenas seis elétrons [37] (em três orbitais moleculares ) em sua camada de valência . O boro é o protótipo do grupo do boro (o grupo IUPAC  13), embora os outros membros desse grupo sejam metais e elementos p mais típicos (apenas o alumínio compartilha em certa medida a aversão do boro à regra do octeto).

Compostos químicos

Estrutura de trifluoreto de boro (III) , mostrando orbital p de boro "vazio" em ligações covalentes de coordenadas do tipo pi

Nos compostos mais familiares, o boro tem o estado de oxidação formal III. Isso inclui óxidos, sulfetos, nitretos e haletos. [36]

Os trihalides adotam uma estrutura trigonal planar. Esses compostos são ácidos de Lewis no sentido de que prontamente formam adutos com doadores de pares de elétrons, chamados de bases de Lewis . Por exemplo, fluoreto (F - ) e trifluoreto de boro (BF 3 ) combinados para dar o ânion tetrafluoroborato , BF 4 - . O trifluoreto de boro é utilizado na indústria petroquímica como catalisador. Os haletos reagem com água para formar ácido bórico . [36]

O boro é encontrado na natureza na Terra quase inteiramente como vários óxidos de B (III), frequentemente associados a outros elementos. Mais de cem minerais de borato contêm boro no estado de oxidação +3. Esses minerais se assemelham aos silicatos em alguns aspectos, embora o boro seja freqüentemente encontrado não apenas em uma coordenação tetraédrica com o oxigênio, mas também em uma configuração planar trigonal. Ao contrário dos silicatos, os minerais de boro nunca contêm boro com número de coordenação superior a quatro. Um motivo típico é exemplificado pelos ânions tetraborados do bórax mineral comum , mostrado à esquerda. A carga negativa formal do centro de borato tetraédrico é balanceada por cátions metálicos nos minerais, como o sódio (Na + ) no bórax. [36]O grupo turmalina de silicatos de borato também é um grupo mineral portador de boro muito importante, e vários borossilicatos são conhecidos por sua existência natural. [38]

Modelos ball-and-stick mostrando as estruturas dos esqueletos de boro de aglomerados de borano . As estruturas podem ser racionalizadas pela teoria de pares de elétrons esqueléticos poliédricos . [39]

Boranos são compostos químicos de boro e hidrogênio, com a fórmula genérica de B x H y . Esses compostos não ocorrem na natureza. Muitos dos boranos oxidam prontamente em contato com o ar, alguns violentamente. O membro parental BH 3 é denominado borano, mas é conhecido apenas no estado gasoso e dimeriza para formar diborano, B 2 H 6 . Todos os boranos maiores consistem em aglomerados de boro que são poliédricos, alguns dos quais existem como isômeros. Por exemplo, os isômeros de B 20 H 26 são baseados na fusão de dois aglomerados de 10 átomos.

Os boranos mais importantes são o diborano B 2 H 6 e dois de seus produtos de pirólise, pentaborano B 5 H 9 e decaborano B 10 H 14 . Um grande número de hidretos de boro aniônicos são conhecidos, por exemplo, [B 12 H 12 ] 2− .

O número de oxidação formal em boranos é positivo e é baseado na suposição de que o hidrogênio é contado como -1 como nos hidretos de metal ativos. O número médio de oxidação para os boro é então simplesmente a razão de hidrogênio para boro na molécula. Por exemplo, em diborano B 2 H 6 , o estado de oxidação de boro é 3, mas em decaborano B 10 H 14 , é 7 / 5 ou 1,4. Nestes compostos, o estado de oxidação do boro muitas vezes não é um número inteiro.

Os nitretos de boro são notáveis ​​pela variedade de estruturas que adotam. Eles exibem estruturas análogas a vários alótropos de carbono , incluindo grafite, diamante e nanotubos. Na estrutura semelhante a diamante, chamada de nitreto cúbico de boro (nome comercial Borazon ), os átomos de boro existem na estrutura tetraédrica dos átomos de carbono no diamante, mas uma em cada quatro ligações BN pode ser vista como uma ligação covalente coordenada , em que dois elétrons são doados pelo átomo de nitrogênio que atua como a base de Lewis para uma ligação ao ácido de Lewiscentro de boro (III). O nitreto cúbico de boro, entre outras aplicações, é utilizado como abrasivo, por ter uma dureza comparável à do diamante (as duas substâncias são capazes de produzir riscos uma na outra). No composto BN análogo de grafite, nitreto de boro hexagonal (h-BN), o boro carregado positivamente e átomos de nitrogênio carregados negativamente em cada plano ficam adjacentes ao átomo de carga oposta no próximo plano. Conseqüentemente, o grafite e o h-BN têm propriedades muito diferentes, embora ambos sejam lubrificantes, pois esses planos deslizam uns sobre os outros com facilidade. No entanto, h-BN é um condutor elétrico e térmico relativamente pobre nas direções planas. [40] [41]

Química Organoboron

Um grande número de compostos organoboro são conhecidos e muitos são úteis na síntese orgânica . Muitos são produzidos a partir da hidroboração , que emprega diborano , B 2 H 6 , um composto químico simples de borano . Compostos de organoboro (III) são geralmente tetraédricos ou trigonais planares, por exemplo, tetrafenilborato , [B (C 6 H 5 ) 4 ] - vs. trifenilborano , B (C 6 H 5 ) 3. No entanto, vários átomos de boro reagindo uns com os outros têm uma tendência a formar novas estruturas dodecaédricas (12 lados) e icosaédricas (20 lados) compostas completamente de átomos de boro ou com vários números de heteroátomos de carbono.

Produtos químicos de organoboro têm sido empregados em usos tão diversos quanto carboneto de boro (veja abaixo), uma cerâmica muito dura complexa composta de ânions e cátions de cluster de boro-carbono, a carboranos , compostos químicos de cluster de carbono-boro que podem ser halogenados para formar estruturas reativas, incluindo ácido carborano , um superácido . Como um exemplo, os carboranos formam porções moleculares úteis que adicionam quantidades consideráveis ​​de boro a outros compostos bioquímicos a fim de sintetizar compostos contendo boro para a terapia de captura de nêutrons de boro para o câncer.

Compostos de B (I) e B (II)

Como antecipado por seus aglomerados de hidreto , o boro forma uma variedade de compostos estáveis ​​com estado de oxidação formal inferior a três. B 2 F 4 e B 4 Cl 4 estão bem caracterizados. [42]

Modelo ball-and-stick de diboreto de magnésio supercondutor. Os átomos de boro estão em camadas hexagonais do tipo grafite aromática, com uma carga de -1 em cada átomo de boro. Os íons de magnésio (II) ficam entre as camadas

Compostos binários de metal-boro, os boretos metálicos, contêm boro em estados de oxidação negativos. Ilustrativo é o diboreto de magnésio (MgB 2 ). Cada átomo de boro tem uma carga formal -1 e o magnésio recebe uma carga formal de +2. Nesse material, os centros de boro são planos trigonais com uma ligação dupla extra para cada boro, formando folhas semelhantes ao carbono na grafite . No entanto, ao contrário do nitreto de boro hexagonal, que carece de elétrons no plano dos átomos covalentes, os elétrons deslocalizados no diboreto de magnésio permitem que ele conduza eletricidade semelhante à grafite isoeletrônica. Em 2001, descobriu-se que esse material era um supercondutor de alta temperatura . [43] [44]É um supercondutor em desenvolvimento ativo. Um projeto no CERN para fazer cabos MgB 2 resultou em cabos de teste supercondutores capazes de transportar 20.000 amperes para aplicações de distribuição de corrente extremamente alta, como a versão contemplada de alta luminosidade do grande colisor de hadron . [45]

Certos outros boretos de metal encontram aplicações especializadas como materiais duros para ferramentas de corte. [46] Freqüentemente, o boro em boretos tem estados de oxidação fracionários, como -1/3 em hexaboreto de cálcio (CaB 6 ).

Do ponto de vista estrutural, os compostos químicos mais característicos do boro são os hidretos. Incluídos nesta série estão os compostos de cluster dodecaborato ( B
12
H2−
12
), decaborano (B 10 H 14 ) e os carboranos, tais como C 2 B 10 H 12 . Caracteristicamente, esses compostos contêm boro com números de coordenação superiores a quatro. [36]

Isótopos

O boro tem dois isótopos naturais e estáveis , 11 B (80,1%) e 10 B (19,9%). A diferença de massa resulta em uma ampla faixa de valores de δ 11 B, que são definidos como uma diferença fracionária entre 11 B e 10 B e tradicionalmente expressa em partes por mil, em águas naturais variando de -16 a +59. Existem 13 isótopos de boro conhecidos, o isótopo de vida mais curta é o 7 B, que decai através da emissão de prótons e decaimento alfa . Tem meia-vida de 3,5 × 10 −22s. O fracionamento isotópico do boro é controlado pelas reações de troca das espécies de boro B (OH) 3 e [B (OH) 4 ] - . Os isótopos de boro também são fracionados durante a cristalização do mineral, durante as mudanças da fase H 2 O em sistemas hidrotérmicos e durante a alteração hidrotérmica da rocha . O último efeito resulta na remoção preferencial do íon [ 10 B (OH) 4 ] - nas argilas. Resulta em soluções enriquecidas em 11 B (OH) 3 e, portanto, pode ser responsável pelo grande 11Enriquecimento de B na água do mar em relação à crosta oceânica e à crosta continental ; essa diferença pode atuar como uma assinatura isotópica . [47]

O exótico 17 B exibe um halo nuclear , ou seja, seu raio é consideravelmente maior do que o previsto pelo modelo de gota de líquido . [48]

O isótopo 10 B é útil para capturar nêutrons térmicos (consulte a seção transversal de nêutrons # Seções transversais típicas ). A indústria nuclear enriquece o boro natural até quase puro 10 B. O subproduto menos valioso, o boro empobrecido, é quase puro 11 B.

Enriquecimento de isótopos comerciais

Por causa de sua alta seção transversal de nêutrons, o boro-10 é frequentemente usado para controlar a fissão em reatores nucleares como uma substância de captura de nêutrons. [49] Vários processos de enriquecimento em escala industrial foram desenvolvidos; no entanto, apenas a destilação a vácuo fracionada do aducto de éter dimetílico de trifluoreto de boro (DME-BF 3 ) e cromatografia em coluna de boratos estão sendo usados. [50] [51]

Boro enriquecido (boro-10)

Seção transversal de nêutrons de boro (a curva superior é para 10 B e a curva inferior para 11 B)

Boro enriquecido ou 10 B é usado na proteção contra radiação e é o nuclídeo primário usado na terapia de captura de nêutrons do câncer . No último ("terapia de captura de nêutrons de boro" ou BNCT), um composto contendo 10 B é incorporado a um produto farmacêutico que é seletivamente absorvido por um tumor maligno e tecidos próximos a ele. O paciente é então tratado com um feixe de nêutrons de baixa energia com uma dose de radiação de nêutrons relativamente baixa. Os nêutrons, entretanto, ativam a partícula alfa secundária energética e de curto alcance e a radiação de íons pesados ​​de lítio-7 que são produtos da reação nuclear de boro + nêutron , e essa radiação de íons bombardeia adicionalmente o tumor, especialmente de dentro das células tumorais. [52][53] [54] [55]

Em reatores nucleares, o 10 B é usado para controle de reatividade e em sistemas de desligamento de emergência . Pode servir tanto na forma de hastes de controle de borosilicato quanto na forma de ácido bórico . Em reatores de água pressurizada , ácido bórico 10 B é adicionado ao refrigerante do reator quando a planta é fechada para reabastecimento. Em seguida, ele é filtrado lentamente ao longo de muitos meses, à medida que o material físsil se esgota e o combustível se torna menos reativo. [56]

Em futuras espaçonaves interplanetárias tripuladas, 10 B tem um papel teórico como material estrutural (como fibras de boro ou material de nanotubo de BN ) que também teria um papel especial no escudo de radiação. Uma das dificuldades em lidar com os raios cósmicos , que são principalmente prótons de alta energia, é que alguma radiação secundária da interação de raios cósmicos e materiais de espaçonaves são nêutrons de alta energia de fragmentação . Esses nêutrons podem ser moderados por materiais ricos em elementos leves, como o polietileno , mas os nêutrons moderados continuam a ser um perigo de radiação, a menos que sejam ativamente absorvidos pela blindagem. Entre os elementos leves que absorvem nêutrons térmicos, 6 Li e 10B aparecem como materiais estruturais de espaçonaves potenciais que servem tanto para reforço mecânico quanto para proteção contra radiação. [57]

Boro empobrecido (boro-11)

Semicondutores endurecidos por radiação

A radiação cósmica produzirá nêutrons secundários se atingir as estruturas das espaçonaves. Esses nêutrons serão capturados em 10 B, se estiver presente nos semicondutores da espaçonave , produzindo um raio gama , uma partícula alfa e um íon de lítio . Esses produtos de decaimento resultantes podem então irradiar estruturas de "chip" de semicondutor próximas, causando perda de dados (inversão de bits ou alteração de evento único ). Em projetos de semicondutores endurecidos por radiação , uma contramedida é usar boro empobrecido , que é muito enriquecido em 11 B e quase não contém 10 B. Isso é útil porque 11B é amplamente imune aos danos da radiação. O boro empobrecido é um subproduto da indústria nuclear . [56]

Fusão próton-boro

11 B também é candidato a combustível para a fusão aneutrônica . Quando atingido por um próton com energia de cerca de 500 k eV , ele produz três partículas alfa e 8,7 MeV de energia. A maioria das outras reações de fusão envolvendo hidrogênio e hélio produzem radiação de nêutrons penetrantes, que enfraquece as estruturas do reator e induz radioatividade de longo prazo, colocando assim em perigo o pessoal operacional. No entanto, as partículas alfa da fusão 11 B podem ser transformadas diretamente em energia elétrica, e toda a radiação cessa assim que o reator é desligado. [58]

Espectroscopia NMR

Ambos 10 B e 11 B possuem spin nuclear . O spin nuclear de 10 B é 3 e o de 11 B é3/2. Esses isótopos são, portanto, úteis em espectroscopia de ressonância magnética nuclear ; e espectrômetros especialmente adaptados para detectar os núcleos de boro-11 estão disponíveis comercialmente. Os núcleos 10 B e 11 B também causam divisão nas ressonâncias dos núcleos anexados. [59]

Ocorrência

Um fragmento de ulexita
Cristais de bórax

O boro é raro no Universo e no sistema solar devido à formação de traços no Big Bang e nas estrelas. É formado em pequenas quantidades na nucleossíntese de fragmentação de raios cósmicos e pode ser encontrado não combinado em poeira cósmica e materiais meteoróides .

No ambiente de alto teor de oxigênio da Terra, o boro é sempre encontrado totalmente oxidado em borato. O boro não aparece na Terra na forma elementar. Traços extremamente pequenos de boro elementar foram detectados no rególito lunar. [60] [61]

Embora o boro seja um elemento relativamente raro na crosta terrestre, representando apenas 0,001% da massa da crosta, ele pode ser altamente concentrado pela ação da água, na qual muitos boratos são solúveis. É encontrado naturalmente combinado em compostos como bórax e ácido bórico (às vezes encontrados em águas de nascentes vulcânicas ). Cerca de cem minerais de borato são conhecidos.

Em 5 de setembro de 2017, os cientistas relataram que o rover Curiosity detectou boro, um ingrediente essencial para a vida na Terra , no planeta Marte . Tal descoberta, junto com as descobertas anteriores de que a água pode ter estado presente no antigo Marte, apóia ainda mais a possível habitabilidade inicial da cratera Gale em Marte. [62] [63]

Produção

Fontes economicamente importantes de boro são os minerais colemanite , rasorite ( kernite ), ulexita e tincal . Juntos, eles constituem 90% do minério extraído com boro. Os maiores depósitos globais de bórax conhecidos, muitos ainda inexplorados, estão na Turquia Central e Ocidental , incluindo as províncias de Eskişehir , Kütahya e Balıkesir . [64] [65] [66] As reservas mundiais comprovadas de mineração de boro excedem um bilhão de toneladas métricas, contra uma produção anual de cerca de quatro milhões de toneladas. [67]

A Turquia e os Estados Unidos são os maiores produtores de produtos de boro. A Turquia produz cerca de metade da demanda anual global, por meio da Eti Mine Works ( turco : Eti Maden İşletmeleri ), uma empresa estatal turca de mineração e produtos químicos com foco em produtos de boro. Ela detém o monopólio do governo sobre a mineração de minerais de borato na Turquia, que possui 72% dos depósitos conhecidos no mundo. [68] Em 2012, detinha uma participação de 47% na produção global de minerais de borato, à frente de seu principal concorrente, o Grupo Rio Tinto . [69]

Quase um quarto (23%) da produção global de boro vem da única Rio Tinto Borax Mine (também conhecida como US Borax Boron Mine) 35 ° 2′34.447 ″ N 117 ° 40′45.412 ″ W / 35,04290194 ° N 117,67928111 ° W / 35.04290194; -117.67928111 ( Mina de Bórax Rio Tinto ) perto de Boron, Califórnia . [70] [71]

Tendência de mercado

O custo médio do boro cristalino é de $ 5 / g. [72] O boro livre é usado principalmente na fabricação de fibras de boro, onde é depositado por deposição química de vapor em um núcleo de tungstênio (veja abaixo). As fibras de boro são usadas em aplicações de compostos leves, como fitas de alta resistência. Esse uso é uma fração muito pequena do uso total de boro. O boro é introduzido em semicondutores como compostos de boro, por implantação de íons.

O consumo global estimado de boro (quase inteiramente como compostos de boro) foi de cerca de 4 milhões de toneladas de B 2 O 3 em 2012. As capacidades de mineração e refino de boro são consideradas adequadas para atender aos níveis esperados de crescimento ao longo da próxima década.

A forma como o boro é consumido mudou nos últimos anos. O uso de minérios como a colemanita diminuiu devido a preocupações com o conteúdo de arsênio . Os consumidores passaram a usar boratos refinados e ácido bórico, com menor teor de poluentes.

A crescente demanda por ácido bórico levou vários produtores a investir em capacidade adicional. A estatal turca Eti Mine Works abriu uma nova planta de ácido bórico com capacidade de produção de 100.000 toneladas por ano na Emet em 2003. O Grupo Rio Tinto aumentou a capacidade de sua planta de boro de 260.000 toneladas por ano em 2003 para 310.000 toneladas por ano em Maio de 2005, com planos de aumentar para 366.000 toneladas por ano em 2006. Os produtores chineses de boro não conseguiram atender à demanda crescente por boratos de alta qualidade. Isso fez com que as importações de tetraborato de sódio ( bórax ) aumentassem cem vezes entre 2000 e 2005 e as importações de ácido bórico aumentassem 28% ao ano no mesmo período. [73] [74]

O aumento na demanda global foi impulsionado por altas taxas de crescimento na produção de fibra de vidro , fibra de vidro e vidro de borosilicato . Um rápido aumento na fabricação de fibra de vidro contendo boro com grau de reforço na Ásia compensou o desenvolvimento de fibra de vidro com grau de reforço sem boro na Europa e nos Estados Unidos. Os recentes aumentos nos preços da energia podem levar ao maior uso da fibra de vidro com grau de isolamento, com consequente aumento do consumo de boro. O Roskill Consulting Group prevê que a demanda mundial por boro crescerá 3,4% ao ano, atingindo 21 milhões de toneladas em 2010. O maior crescimento da demanda deverá ocorrer na Ásia, onde a demanda pode aumentar em média 5,7% ao ano. [73] [75]

Formulários

Quase todo o minério de boro extraído da Terra é destinado ao refinamento em ácido bórico e tetraborato de sódio pentahidratado . Nos Estados Unidos, 70% do boro é utilizado para a produção de vidros e cerâmicas. [76] [77] O principal uso global em escala industrial de compostos de boro (cerca de 46% da utilização final) é na produção de fibras de vidro para isolamento e estruturais contendo boro fiberglasses , principalmente na Ásia. O boro é adicionado ao vidro como bórax pentahidratado ou óxido de boro, para influenciar a resistência ou as qualidades de fluxo das fibras de vidro. [78] Outros 10% da produção global de boro é de vidro de borosilicatocomo usado em vidro de alta resistência. Cerca de 15% do boro global é usado em cerâmicas de boro, incluindo materiais superduros discutidos abaixo. A agricultura consome 11% da produção global de boro, e alvejantes e detergentes cerca de 6%. [79]

Fibra elementar de boro

As fibras de boro (filamentos de boro) são materiais leves e de alta resistência, usados ​​principalmente para estruturas aeroespaciais avançadas como um componente de materiais compostos , bem como produtos de consumo e esportivos de produção limitada, como tacos de golfe e varas de pesca . [80] [81] As fibras podem ser produzidas por deposição química de vapor de boro em um filamento de tungstênio . [82] [83]

Fibras de boro e molas de boro cristalinas de tamanho inferior a um milímetro são produzidas por deposição química de vapor assistida por laser . A translação do feixe de laser focalizado permite a produção de estruturas helicoidais complexas. Tais estruturas apresentam boas propriedades mecânicas ( módulo de elasticidade 450 GPa, deformação de fratura 3,7%, tensão de fratura 17 GPa) e podem ser aplicadas como reforço de cerâmica ou em sistemas micromecânicos . [84]

Fibra de vidro boronada

Fibra de vidro é um polímero reforçado com fibra feito de plástico reforçado com fibras de vidro , comumente tecido em uma esteira. As fibras de vidro usadas no material são feitas de vários tipos de vidro, dependendo do uso da fibra de vidro. Todos esses vidros contêm sílica ou silicato, com quantidades variáveis ​​de óxidos de cálcio, magnésio e às vezes boro. O boro está presente como borosilicato, bórax ou óxido de boro e é adicionado para aumentar a resistência do vidro, ou como um agente fundente para diminuir a temperatura de fusão da sílica , que é muito alta para ser facilmente trabalhada em sua forma pura para fazer fibras de vidro.

Os vidros altamente borados usados ​​na fibra de vidro são E-glass (denominado para uso "elétrico", mas agora a fibra de vidro mais comum para uso geral). O vidro E é um vidro de alumino-borosilicato com menos de 1% p / p de óxidos alcalinos, usado principalmente para plásticos reforçados com vidro. Outros vidros comuns com alto teor de boro incluem C-glass, um vidro alcalino-calcário com alto teor de óxido de boro, usado para fibras de vidro e isolamento, e D-glass, um vidro de borossilicato , chamado por sua constante D ielétrica baixa . [85]

Nem todas as fibras de vidro contêm boro, mas em uma escala global, a maior parte da fibra de vidro usada o contém. Devido ao uso onipresente de fibra de vidro na construção e isolamento, as fibras de vidro contendo boro consomem metade da produção global de boro e são o maior mercado comercial de boro.

Vidro de borossilicato

Artigos de vidro de borosilicato. São exibidos dois béqueres e um tubo de ensaio.

O vidro borosilicato , que é normalmente 12-15% B 2 O 3 , 80% SiO 2 e 2% Al 2 O 3 , tem um baixo coeficiente de expansão térmica , o que lhe confere uma boa resistência ao choque térmico . O "Duran" da Schott AG e a marca registrada Pyrex da Owens-Corning são as duas principais marcas desse vidro, usado tanto em vidrarias de laboratório quanto em panelas e assadeiras , principalmente para essa resistência. [86]

Cerâmica de carboneto de boro

Célula unitária de B 4 C. A esfera verde e o icosaedra consistem em átomos de boro e as esferas pretas são átomos de carbono. [87]

Vários compostos de boro são conhecidos por sua extrema dureza e tenacidade. O carboneto de boro é um material cerâmico obtido pela decomposição de B 2 O 3 com carbono em um forno elétrico:

2 B 2 O 3 + 7 C → B 4 C + 6 CO

A estrutura do carboneto de boro é apenas de aproximadamente B 4 C, e mostra um claro esgotamento de carbono a partir desta proporção estequiométrica sugerida. Isso se deve à sua estrutura muito complexa. A substância pode ser vista com a fórmula empírica B 12 C 3 (ou seja, com o dodecaedro B 12 sendo um motivo), mas com menos carbono, pois as unidades C 3 sugeridas são substituídas por cadeias CBC, e alguns octaedros menores (B 6 ) são presente também (veja o artigo de carboneto de boro para análise estrutural). O polímero de repetição mais a estrutura semicristalina do carboneto de boro confere-lhe uma grande resistência estrutural por peso. É usado em blindagens de tanques ,coletes à prova de balas e inúmeras outras aplicações estruturais.

A capacidade do carboneto de boro de absorver nêutrons sem formar radionuclídeos de vida longa (especialmente quando dopado com boro-10 extra) torna o material atraente como um absorvente para a radiação de nêutrons que surge em usinas nucleares . [88] As aplicações nucleares do carboneto de boro incluem blindagem, hastes de controle e pellets de desligamento. Dentro das hastes de controle, o carboneto de boro é frequentemente pulverizado, para aumentar sua área de superfície. [89]

Compostos de alta dureza e abrasivos

Propriedades mecânicas de sólidos BCN [90] e ReB 2 [91]
Material Diamante cúbico-BC 2 N cúbico-AC 5 cubic-BN B 4 C ReB 2
Dureza Vickers (GPa) 115 76 71 62 38 22
Resistência à fratura (MPa m 1⁄2 ) 5,3 4,5 9,5 6,8 3,5

Os pós de carboneto de boro e nitreto de boro cúbico são amplamente usados ​​como abrasivos. O nitreto de boro é um material isoeletrônico ao carbono . Semelhante ao carbono, tem as formas hexagonal (h-BN semelhante ao grafite macio) e cúbica (c-BN semelhante ao diamante duro). h-BN é usado como um lubrificante e componente de alta temperatura. O c-BN, também conhecido pelo nome comercial de borazon , [92] é um abrasivo superior. Sua dureza é apenas ligeiramente menor, mas sua estabilidade química é superior à do diamante. Heterodiamond (também chamado de BCN) é outro composto de boro semelhante ao diamante.

Metalurgia

O boro é adicionado aos aços ao boro na proporção de algumas partes por milhão para aumentar a temperabilidade. Porcentagens mais altas são adicionadas aos aços usados ​​na indústria nuclear devido à capacidade de absorção de nêutrons do boro.

O boro também pode aumentar a dureza superficial de aços e ligas por meio de boretação . Além disso, boretos de metal são usados ​​para revestir ferramentas por meio de deposição química de vapor ou deposição física de vapor . A implantação de íons de boro em metais e ligas, por meio de implantação de íons ou deposição por feixe de íons , resulta em um aumento espetacular na resistência superficial e microdureza. A liga a laser também tem sido usada com sucesso para o mesmo propósito. Esses boretos são uma alternativa às ferramentas revestidas de diamante e suas superfícies (tratadas) têm propriedades semelhantes às do boreto em massa. [93]

Por exemplo, o diboreto de rênio pode ser produzido à pressão ambiente, mas é bastante caro por causa do rênio. A dureza do ReB 2 exibe considerável anisotropia devido à sua estrutura hexagonal em camadas. Seu valor é comparável ao do carboneto de tungstênio , carboneto de silício , diboreto de titânio ou diboreto de zircônio . [91] Da mesma forma, os compósitos AlMgB 14 + TiB 2 possuem alta dureza e resistência ao desgaste e são usados ​​na forma a granel ou como revestimentos para componentes expostos a altas temperaturas e cargas de desgaste. [94]

Formulações de detergentes e agentes de branqueamento

O bórax é usado em vários produtos de limpeza e lavanderia domésticos, [95] incluindo o intensificador de lavanderia " 20 Mule Team Borax " e o sabonete em pó " Boraxo ". Também está presente em algumas fórmulas de clareamento dental . [77]

O perborato de sódio serve como fonte de oxigênio ativo em muitos detergentes , detergentes para a roupa , produtos de limpeza e alvejantes para roupas . No entanto, apesar do nome, o alvejante "Borateem" não contém mais nenhum composto de boro, usando percarbonato de sódio como agente clareador. [96]

Inseticidas

O ácido bórico é usado como inseticida, principalmente contra formigas, pulgas e baratas. [97]

Semicondutores

O boro é um contaminante útil para semicondutores como silício , germânio e carboneto de silício . Tendo um elétron de valência a menos que o átomo hospedeiro, ele doa um buraco resultando em condutividade do tipo p . O método tradicional de introdução de boro em semicondutores é por meio de sua difusão atômica em altas temperaturas. Este processo usa fontes de boro sólidas (B 2 O 3 ), líquidas (BBr 3 ) ou gasosas (B 2 H 6 ou BF 3 ). No entanto, após a década de 1970, foi substituído principalmente pela implantação de íons, que depende principalmente do BF 3 como fonte de boro. [98] O gás tricloreto de boro também é um produto químico importante na indústria de semicondutores, no entanto, não para dopagem, mas para decapagem por plasma de metais e seus óxidos. [99] O trietilborano também é injetado em reatores de deposição de vapor como uma fonte de boro. [ carece de fontes? ] Exemplos são a deposição de plasma de filmes de carbono rígido contendo boro, filmes de nitreto de silício-nitreto de boro e para dopagem de filme de diamante com boro. [100]

Ímanes

O boro é um componente dos ímãs de neodímio (Nd 2 Fe 14 B), que estão entre os tipos mais fortes de ímã permanente. Esses ímãs são encontrados em uma variedade de dispositivos eletromecânicos e eletrônicos, como sistemas de imagens médicas de imagem por ressonância magnética (MRI), em motores e atuadores compactos e relativamente pequenos . Como exemplos, os HDDs (unidades de disco rígido), os reprodutores de CD (disco compacto) e DVD (disco versátil digital) de computador contam com motores magnéticos de neodímio para fornecer potência rotativa intensa em um pacote extremamente compacto. Em telefones celulares, os ímãs 'Neo' fornecem o campo magnético que permite que minúsculos alto-falantes forneçam uma potência de áudio apreciável. [101]

Blindagem e absorvedor de nêutrons em reatores nucleares

A blindagem de boro é usada como controle para reatores nucleares , aproveitando sua alta seção transversal para captura de nêutrons. [102]

Em reatores de água pressurizada, uma concentração variável de ácido borônico na água de resfriamento é usada como um veneno de nêutron para compensar a reatividade variável do combustível. Quando novos bastonetes são inseridos, a concentração de ácido borônico é máxima e é reduzida ao longo da vida. [103]

Outros usos não médicos

Lançamento do foguete Apollo 15 Saturn V, usando ignitor trietilborano

Aplicações farmacêuticas e biológicas

O ácido bórico possui propriedades anti-sépticas, antifúngicas e antivirais, por isso é aplicado como clarificador de água no tratamento de piscinas. [113] Soluções leves de ácido bórico têm sido usadas como anti-sépticos oculares.

Bortezomib (comercializado como Velcade e Cytomib ). O boro aparece como um elemento ativo em seu primeiro produto farmacêutico orgânico aprovado no farmacêutico bortezomibe, uma nova classe de medicamentos chamados inibidores de proteassoma, que são ativos no mieloma e uma forma de linfoma (atualmente está em testes experimentais contra outros tipos de linfoma). O átomo de boro no bortezomib liga-se ao sítio catalítico do proteassoma 26S [114] com alta afinidade e especificidade.

  • Uma série de potenciais produtos farmacêuticos borados usando boro-10 , foram preparados para uso na terapia de captura de nêutrons de boro (BNCT). [115]
  • Alguns compostos de boro mostram-se promissores no tratamento da artrite , embora nenhum ainda tenha sido aprovado de maneira geral para esse propósito. [116]

Tavaborole (comercializado como Kerydin ) é uminibidor da aminoacil tRNA sintetase que é usado para tratar o fungo da unha. Ele obteve a aprovação do FDA em julho de 2014. [117]

Química dioxaborolano permite radioactivos fluoreto ( 18 F ) de rotulagem de anticorpos ou de células de sangue vermelhas , o que permite a tomografia por emissão de positrões (PET), imagiologia de cancro [118] e hemorragias , [119] , respectivamente. Uma H uman- D erived, L enetic, P ositron emissores de luz e F luorescent (HD-GPF) sistema repórter utiliza uma proteína humana, PSMA e não imunogénico, e uma pequena molécula que é de emissão de positrões (boro ligado 18 F) e fluorescente para PET de modalidade dupla e imagens de fluorescência de células modificadas de genoma, por exemplo , câncer , células CRISPR / Cas9 ou CAR T , em um camundongo inteiro. [120] A pequena molécula de dupla modalidade direcionada ao PSMA foi testada em humanos e encontrou a localização do câncer de próstata primário e metastático , a remoção do câncer guiada por fluorescência e detecta células cancerosas únicas nas margens do tecido. [121]

Áreas de pesquisa

O diboreto de magnésio é um importante material supercondutor com temperatura de transição de 39 K. Os fios de MgB 2 são produzidos com o processo pó-no-tubo e aplicados em ímãs supercondutores. [122] [123]

O boro amorfo é usado como depressor do ponto de fusão em ligas de brasagem de níquel-cromo. [124]

O nitreto de boro hexagonal forma camadas atomicamente finas, que têm sido usadas para aumentar a mobilidade do elétron em dispositivos de grafeno . [125] [126] Ele também forma estruturas nanotubulares ( BNNTs ), que possuem alta resistência, alta estabilidade química e alta condutividade térmica , entre sua lista de propriedades desejáveis. [127]

Papel biológico

O boro é um nutriente essencial para as plantas , necessário principalmente para manter a integridade das paredes celulares. No entanto, altas concentrações no solo de mais de 1,0  ppm levam à necrose marginal e da ponta nas folhas, bem como baixo desempenho de crescimento geral. Níveis tão baixos quanto 0,8 ppm produzem esses mesmos sintomas em plantas que são particularmente sensíveis ao boro no solo. Quase todas as plantas, mesmo aquelas um tanto tolerantes ao boro do solo, mostrarão pelo menos alguns sintomas de toxicidade do boro quando o conteúdo de boro no solo for maior que 1,8 ppm. Quando esse conteúdo excede 2,0 ppm, poucas plantas terão um bom desempenho e algumas podem não sobreviver. [128] [129] [130]

Acredita-se que o boro desempenhe vários papéis essenciais em animais, incluindo humanos, mas o papel fisiológico exato é mal compreendido. [131] [132] Um pequeno ensaio em humanos publicado em 1987 relatou que mulheres na pós-menopausa tornaram-se deficientes em boro e, depois, repletadas com 3 mg / dia. A suplementação com boro reduziu significativamente a excreção urinária de cálcio e elevou as concentrações séricas de 17 beta-estradiol e testosterona. [133]

O Instituto de Medicina dos EUA não confirmou que o boro é um nutriente essencial para os seres humanos, então, nem um Recommended Dietary Allowance (RDA), nem uma ingestão adequada foram estabelecidas. A ingestão alimentar de adultos é estimada em 0,9 a 1,4 mg / dia, com cerca de 90% de absorção. O que é absorvido é principalmente excretado na urina. O nível de ingestão superior tolerável para adultos é de 20 mg / dia. [134]

Em 2013, uma hipótese sugeria que era possível que o boro e o molibdênio catalisassem a produção de RNA em Marte com vida sendo transportada para a Terra por meio de um meteorito há cerca de 3 bilhões de anos. [135]

Existem vários antibióticos naturais que contêm boro . [136] O primeiro encontrado foi boromicina , isolada de streptomyces . [137] [138]

A distrofia endotelial congênita tipo 2 , uma forma rara de distrofia da córnea , está ligada a mutações no gene SLC4A11 que codifica um transportador que supostamente regula a concentração intracelular de boro. [139]

Quantificação analítica

Para a determinação do teor de boro em alimentos ou materiais, o método colorimétrico da curcumina é usado. O boro é convertido em ácido bórico ou boratos e na reação com curcumina em solução ácida, um complexo quelato de boro de cor vermelha , rosocianina , é formado. [140]

Problemas de saúde e toxicidade

Boro
Perigos
Pictogramas GHS GHS07: Nocivo
Palavra-sinal GHS Aviso
H302 [141]
NFPA 704 (diamante de fogo)

Boro elementar, óxido de boro , ácido bórico , boratos e muitos compostos de organoboro são relativamente não tóxicos para humanos e animais (com toxicidade semelhante à do sal de cozinha). A DL 50 (dose na qual há 50% de mortalidade) para animais é de cerca de 6 g por kg de peso corporal. As substâncias com LD 50 acima de 2 g são consideradas não tóxicas. Uma ingestão de 4 g / dia de ácido bórico foi relatada sem incidentes, mas mais do que isso é considerado tóxico em mais do que algumas doses. A ingestão de mais de 0,5 gramas por dia durante 50 dias causa problemas digestivos menores e outros problemas sugestivos de toxicidade. [143]A suplementação dietética de boro pode ser útil para o crescimento ósseo, cicatrização de feridas e atividade antioxidante, [144] e uma quantidade insuficiente de boro na dieta pode resultar em deficiência de boro .

Doses médicas únicas de 20 g de ácido bórico para terapia de captura de nêutrons têm sido usadas sem toxicidade indevida.

O ácido bórico é mais tóxico para os insetos do que para os mamíferos e é rotineiramente usado como inseticida. [97]

Os boranos (compostos de boro de hidrogênio) e compostos gasosos semelhantes são bastante tóxicos. Como de costume, o boro não é um elemento intrinsecamente venenoso, mas a toxicidade desses compostos depende da estrutura (para outro exemplo desse fenômeno, ver fosfina ). [13] [14] Os boranos também são altamente inflamáveis ​​e requerem cuidado especial durante o manuseio. O borohidreto de sódio apresenta risco de incêndio devido à sua natureza redutora e à liberação de hidrogênio em contato com o ácido. Os halogenetos de boro são corrosivos. [145]

Toxicidade do boro em folhas de rosa.

O boro é necessário para o crescimento das plantas, mas o excesso de boro é tóxico para as plantas e ocorre principalmente em solos ácidos. [146] [147] Apresenta-se como um amarelecimento da ponta para dentro das folhas mais velhas e manchas pretas nas folhas de cevada, mas pode ser confundido com outros estresses, como deficiência de magnésio em outras plantas. [148]

Veja também

Referências

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