بوراکس (سدیم تترابورات دکا هیدرات) و اسید بوریک، دو ترکیب مهم در صنایع مختلف هستند. بوراکس به عنوان یک ماده تمیز کننده، نرم کننده آب و در برخی صنایع دیگر کاربرد دارد. از طرف دیگر، اسید بوریک در صنایع دارویی، کشاورزی، و تولید شیشه و سرامیک کاربرد گسترده‌ای دارد.
یکی از روش‌های تولید اسید بوریک، واکنش بوراکس با اسیدهای معدنی مانند اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک است. در این واکنش، اسید بوریک به صورت رسوب سفید رنگ تشکیل می‌شود. در این مقاله، به بررسی روش‌های تهیه اسید بوریک از بوراکس، واکنش‌های شیمیایی دخیل، تجهیزات مورد نیاز و مزایای استفاده از این روش‌ها خواهیم پرداخت. اگر به‌دنبال آموزش ساخت اسید بوریک از بوراکس هستید، در این مقاله اطلاعات ارزشمندی آورده شده است که می‌تواند راهنمای خوبی برای کسب اطلاعات درباره تهیه بوریک اسید باشد.
روش‌های تهیه اسید بوریک از بوراکس
برای تهیه ی اسید بوریک از بوراکس، از واکنش اسید-باز استفاده می‌شود. این ماده به روش‌های مختلف تهیه می‌شود که یکی از این روش‌های رایج، آزمایش تهیه اسید بوریک از بوراکس است. در طی این واکنش، از اسیدهای قوی برای تهیه اسید بوریک استفاده می‌کنند تا محیط شدیدا اسیدی شود و واکنش به صورت برگشت ناپذیر تکمیل شود. در نتیجه این واکنش، اسید بوریک به صورت رسوب سفید رنگ تشکیل می‌شود و نمک سدیمی اسید مورد استفاده نیز تولید می‌شود. در ذیل به مراحل واکنش تهیه بوریک اسید از بوراکس اشاره می‌کنیم:
واکنش بوراکس با سولفوریک اسید
استفاده از سولفوریک اسید برای رسیدن به محصول نهایی اسید بوریک، از رایج‌ترین روش‌هایی است که برای تولید این ماده از بوراکس استفاده می‌شود. حال به شرح مراحل این واکنش می‌پردازیم:
آماده کردن محلول بوراکس
برای سنتز بوریک اسید با استفاده از سولفوریک اسید، قبل از هر چیزی، پودر بوراکس سدیم ده آبه (Na2B4O7.10H2O) را در آب حل می‌کنیم. در آزمایشگاه به ازای هر 30 گرم بوراکس، 80 میلی‌لیتر آب جهت حل شدن بوراکس در آب استفاده می‌شود.
این مرحله شامل آماده کردن مواد برای استفاده است. بوراکس به عنوان ماده اولیه اصلی، به صورت پودر یا کریستال در دسترس است. اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک به عنوان منبع یون هیدروژن برای انجام واکنش اسید-باز استفاده می‌شود. آب مقطر یا آب دیونیزه برای رقیق کردن اسیدها و شستشوی محصولات جانبی استفاده می‌شود.
افزودن محلول اسید
پس از آن به آرامی سولفوریک اسید را به محلول بوراکس اضافه می‌کنیم تا محلول شدیدا اسیدی شده و pH آن به صفر نزدیک شود. (البته به جای سولفوریک اسید می‌توان از هیدروکلریک اسید نیز استفاده کرد.) معمولا در مقیاس آزمایشگاهی 6 میلی‌لیتر اسید سولفوریک غلیظ را در 30 میلی‌لیتر آب حل و بعد کم کم به بوراکس اضافه می‌کنند.
واکنش تهیه اسید بوریک از بوراکس
در طی واکنش اسید سولفوریک با بوراکس، ابتدا محلول اشباع تشکیل می‌شود و آن چه که به دست می‌آید، این است که یک مولکول بوراکس با یک مولکول اسید سولفوریک واکنش داده و چهار مولکول اسید بوریک، یک مولکول سولفات سدیم و پنج مولکول آب تولید می‌کند. اسید بوریک به صورت رسوب سفید رنگی از محلول جدا می‌شود.
Na2B4O7+5H2O +H2SO4→4H3BO3+Na2SO4
متبلور کردن محلول و تشکیل کریستال
پس از ایجاد محلول اشباع و داغ و پس از سرد شدن آن، ترکیب را در خلا متبلور می‌کنند.
فیلتراسیون و خشک کردن
در این حالت کریستال‌های بوریک اسید تشکیل می‌شود و این کریستال‌های اسید بوریک از فیلتر رد می‌شوند. سپس در مرحله خشک کردن رسوب اسید بوریک خالص شده در یک خشک‌کن صنعتی در دمای مناسب خشک می‌شود تا رطوبت آن گرفته شود.
تصفیه و خالص سازی
بوریک اسید خام با ناخالصی، این بار با تبلور دوباره از طریق آب داغ به بوریک اسید خالص تبدیل می‌شود تا آماده بسته بندی و فروش شود. در نهایت اسید بوریک خشک شده، دانه‌بندی شده و بسته‌بندی می‌شود تا برای استفاده‌های مختلف آماده شود.
واکنش بوراکس با اسید کلریدریک
واکنش بین بوراکس و اسید کلریدریک (HCl) نیز مشابه واکنش با اسید سولفوریک است.معادله شیمیایی این واکنش به صورت زیر است:
Na₂B₄O₇·10H₂O + 2HCl + 5H₂O → 4H₃BO₃ + 2NaCl
در این واکنش، یک مولکول بوراکس با دو مولکول اسید کلریدریک واکنش داده و چهار مولکول اسید بوریک و دو مولکول کلرید سدیم تولید می‌کند. اسید بوریک به صورت رسوب سفید رنگی از محلول جدا می‌شود.
هر دو واکنش فوق، واکنش‌های اسید-باز هستند که در آن‌ها یون‌های هیدروژن اسید با یون‌های بورات بوراکس ترکیب شده و اسید بوریک را تشکیل می‌دهند. انتخاب اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک به عواملی مانند در دسترس بودن، هزینه و کاربرد نهایی اسید بوریک تولید شده بستگی دارد.
تجهیزات موردنیاز برای تولید اسید بوریک از بوراکس
در این بخش، در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی، به تجهیزات و ابزاری که برای تهیه اسید بوریک از بوراکس استفاده می‌شود، اشاره می‌کنیم. بدون شک در صنعت از ابزار مجهز و پیشرفته‌تری برای واکنش تهیه اسید بوریک از بوراکس استفاده می‌کنند و این در حالی است که در آزمایشگاه به ابزار و تجهیزات ساده‌تری برای تهیه ی اسید بوریک از بوراکس نیاز داریم.
تجهیزات و ابزار مورد نیاز برای تهیه اسید بوریک از بوراکس در آزمایشگاه
در آزمایشگاه، تولید اسید بوریک در مقیاس کوچک و با استفاده از تجهیزات ساده تر انجام می‌شود. برخی از ابزارهای مورد نیاز در آزمایشگاه عبارتند از:
- بشر: برای مخلوط کردن مواد و انجام واکنش استفاده می‌شود. یک ظرف استوانه‌ای شکل شفاف و معمولاً از جنس شیشه یا پلاستیک است که در آزمایشگاه‌ها برای مخلوط کردن مواد شیمیایی، گرم کردن محلول‌ها، انجام واکنش‌های شیمیایی و اندازه‌گیری حجم مایعات استفاده می‌شود. بشرها در اندازه‌های مختلفی وجود دارند و دارای خط‌کشی‌هایی برای برآورد تقریبی حجم مایع هستند.
- همزن شیشه ای: برای هم زدن محلول و یکنواخت کردن آن استفاده می‌شود. در واقع همزن شیشه ای یکی از ابزارهای اساسی و پرکاربرد در آزمایشگاه است که به شکل یک میله ساده و معمولاً توپر از جنس شیشه ساخته می‌شود. این ابزار به دلیل سادگی، مقاومت شیمیایی بالا و قیمت مناسب، در بسیاری از آزمایش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- قیف بوخنر: برای صاف کردن محلول و جداسازی رسوب اسید بوریک استفاده می‌شود.
- کاغذ صافی: برای جمع آوری رسوب اسید بوریک روی قیف بوخنر استفاده می‌شود.
- ارلن مایر: برای جمع آوری محلول صاف شده استفاده می‌شود.
- حمام آب گرم: برای خشک کردن رسوب اسید بوریک در دمای ملایم استفاده می‌شود.
- ترازو: برای وزن کردن دقیق مواد استفاده می‌شود.
تجهیزات و ابزار مورد نیاز برای تهیه اسید بوریک از بوراکس در صنعت
در صنعت، تولید اسید بوریک در مقیاس بزرگ و با استفاده از تجهیزات پیشرفته انجام می‌شود. برخی از تجهیزات اصلی مورد استفاده در این فرآیند عبارتند از:
- راکتورهای شیمیایی: این مخازن بزرگ و مقاوم به خوردگی برای انجام واکنش بین بوراکس و اسید مورد استفاده قرار می‌گیرند. راکتورها معمولاً از مواد مقاوم به اسید مانند استیل ضد زنگ یا پوشش‌های مقاوم ساخته می‌شوند.
- مخازن ذخیره: برای ذخیره مواد اولیه (بوراکس و اسید) و محصول نهایی (اسید بوریک) از مخازن بزرگ استفاده می‌شود. مخازن ذخیره در فرآیند تولید اسید بوریک نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. این مخازن، ظروف بزرگ و مقاوم به خوردگی هستند که برای نگهداری مواد اولیه (مانند بوراکس و اسید) و محصول نهایی (اسید بوریک) به کار می‌روند.
- پمپ‌ها: برای انتقال مواد از یک مخزن به مخزن دیگر و ایجاد جریان در سیستم از پمپ‌های مختلف استفاده می‌شود.
- مبدل‌های حرارتی: برای کنترل دمای واکنش و خنک کردن محصولات از مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها به منظور انتقال حرارت بین دو سیال (که معمولاً یکی از آن‌ها سیال سرد و دیگری سیال گرم است) مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فرآیند تولید اسید بوریک، مبدل‌های حرارتی نقش بسیار مهمی در کنترل دما و خنک‌سازی محصولات ایفا می‌کنند.
- فیلترها: برای جداسازی رسوب اسید بوریک از محلول واکنش از فیلترهای صنعتی استفاده می‌شود. این فیلترها می‌توانند به صورت پرس فیلتر، فیلتر کیسه ای یا فیلتر سانتریفیوژ باشند.
- خشک کن‌ها: برای خشک کردن رسوب اسید بوریک از خشک کن‌های صنعتی مانند خشک کن‌های اسپری یا خشک کن‌های بستر سیال استفاده می‌شود.
- سیستم‌های کنترل: برای کنترل پارامترهای مختلف فرآیند مانند دما، فشار، pH و جریان از سیستم‌های کنترل خودکار استفاده می‌شود.
مزایای استفاده از بوراکس برای تولید اسید بوریک
تولید اسید بوریک از بوراکس به عنوان یکی از روش‌های رایج و صنعتی برای تولید این ماده معدنی ارزشمند شناخته می‌شود. این روش مزایای متعددی نسبت به سایر روش‌ها دارد که در زیر به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره شده است:
- بوراکس در مقایسه با سایر مشتقات بور برای تهیه اسید بوریک در دسترس‌تر است و از این جهت گزینه‌‌ای مقرون به صرفه محسوب می‌شود.
- زمانی که از فرایند تصفیه و تبلور برای خالص سازی اسید بوریک از بوراکس استفاده می‌شود، ماده نهایی سنتز شده با خلوص بالایی به دست می‌آید.
- آزمایش تهیه اسید بوریک از بوراکس ساده است و همین امر پیچیدگی فرایندهای تولید این ترکیب را کاهش می‌دهد.
- محصول جانبی تولید شده در واکنش تهیه بوریک اسید از بوراکس می‌تواند دوباره به واکنش برگردد و به این ترتیب در مصرف مواد شیمیایی دخیل در تولید این ماده صرفه جویی شود.
چرا باید اسید بوریک را از آوینا تجارت اطلس تهیه کنید؟
اسید بوریک ماده‌ای پرکاربرد در پزشکی، کشاورزی، صنایع غذایی، مواد شوینده و آرایشی و بهداشتی است که به روش‌های گوناگونی تولید می‌شود. یکی از این روش‌ها که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر است و ماده‌ای با خلوص بالا به دست می‌دهد، تهیه اسید بوریک از بوراکس است. اسید بوریکی که در آوینا تجارت اطلس به فروش می‌رسد نیز از بیشترین خلوص برخوردار بوده و از کشور ترکیه تهیه می‌شود.
شرکت آوینا تجارت اطلس با همکاری مستقیم با شرکت تولید کننده اسید بوریک در ترکیه، توانسته با حذف واسطه‌ها و توافق با این شرکت، اسید بوریک را با قیمتی بسیار مناسب و به قیمت عمده در اختیار صاحبان صنعت قرار دهد. اگر قصد خرید این ماده را دارید، ابتدا به صفحه محصول اسید بوریک مراجعه کنید و سپس با کارشناسان ما تماس بگیرید تا در خصوص نحوه ثبت سفارش و اطلاعات تکمیلی در مورد این ماده شما را راهنمایی کنند.