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| 名前 | |
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| IUPAC名
二ナトリウム;3,7-ジオキシド-2,4,6,8,9-ペンタオキサ-1,3,5,7-テトラボラビシクロ[3.3.1]ノナン;十水和物[1]
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その他の名前
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| EC番号 |
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| E番号 | E285 （防腐剤） |
| ケッグ |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| ナトリウム2ボロン4 O 5 (OH) 4 ·8H 2 O | |
| モル質量 | 381.36 グラムモル−1 |
| 外観 | 白色または無色の結晶性固体 |
| 密度 | 1.73 g/cm 3（十水和物、固体）[2] |
| 融点 | 743 °C (1,369 °F; 1,016 K) (無水) [2] 75 °C (十水和物、分解) [2] |
| 沸点 | 1,575 °C (2,867 °F; 1,848 K) (無水) [2] |
| 31.7グラム/リットル[2] | |
磁化率（χ）
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−85.0·10 −6 cm 3 /モル（無水）[2] ：p.4.135 |
屈折率( n D )
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n 1 =1.447、n 2 =1.469、n 3 =1.472（十水和物）[2] ：p.4.139 |
| 構造[3] | |
| 単斜晶系、mS92、No.15 | |
| C2/c | |
| 2/分 | |
a = 1.1885 nm、b = 1.0654 nm、c = 1.2206 nm α = 90°、β = 106.623°°、γ = 90°
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格子体積（V）
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1.4810 nm 3 |
数式単位( Z )
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4 |
| 薬理学 | |
| S01AX07 ( WHO ) | |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
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| Ｈ３６０ | |
| P201、P308+P313 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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なし[4] |
REL (推奨)
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TWA 1 mg/m 3（無水物および五水和物）[4] [5] TWA 5 mg/m 3（十水和物）[6] |
IDLH（差し迫った危険）
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ND [4] |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン
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アルミン酸ナトリウム |
その他の陽イオン
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四ホウ酸リチウム |
関連化合物
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ホウ酸、過ホウ酸ナトリウム |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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ホウ砂（ホウ酸ナトリウム、ティンカル（/ ˈ t ɪ ŋ k əl /）、ティンカール（/ ˈ t ɪ ŋ k ər /）とも呼ばれる）は、化学式Na 2 H 20 B 4 O 17 （ Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O [1] [a]とも表記される）の塩（イオン化合物） 、水和または無水ホウ酸ナトリウムである。
一般的には粉末または粒状で入手可能であり、殺虫剤、金属はんだ付けフラックス、ガラス、エナメル、陶器の釉薬の成分、皮や革のなめし、木材の人工老化、木材の真菌に対する防腐剤、医薬品のアルカリ化剤など、多くの産業および家庭用途に使用されています。化学実験室では、緩衝剤として使用されています。[1] [8]
ティンカルとティンカーという用語は、歴史的にアジア各地の乾燥した湖底から採掘された天然ホウ砂を指します。[9]
歴史
ホウ砂はチベットの乾燥した湖底で初めて発見されました。チベット、ペルシャ、その他のアジア地域に自生するホウ砂は、8世紀にシルクロードを経由してアラビア半島に運ばれました。 [9]
ホウ砂が初めて一般的に使われるようになったのは19世紀後半、フランシス・マリオン・スミスのパシフィック・コースト・ボラックス社が、ホウ砂をカリフォルニアとネバダの砂漠から運び出す方法にちなんで名付けられた「20 Mule Team Borax」という 商標で、多種多様な用途の製品を販売し、普及させ始めたときでした。[10] [11]
語源
英語のboraxはラテン語化されている。中期英語の形はborasで、古期フランス語の boras, bourrasから来ている。[12]これは中世ラテン語の baurach（別の英語の綴り）、borac(-/um/em)、borax、スペイン語の borrax（> borraj）および9世紀のイタリア語 borraceから来ている可能性があり、アラビア語の bawraq、būraq、bōraq [12]（بورق）[13]から来ており 、例えばイブン・サイヤール・アル・ワラクのKitab al-Tabikhに記載されている。[要出典]
tincalとtincarという言葉は、17世紀にマレー語のtingkalとウルドゥー語/ペルシャ語/アラビア語のتنکار tinkār /tankārから英語に取り入れられたもので、英語では2つの形になっている。これらはすべてサンスクリット語のटांकण ṭānkaṇaに関連していると思われる。[14] [15]
化学
化学的観点から見ると、ホウ砂には[B 4 O 5 (OH) 4 ] 2−イオンが含まれています。この構造には、4配位ホウ素中心が2つと、3配位ホウ素中心が2つあります。
21℃以上の温度ではプロトン伝導体となり、伝導率はb軸に沿って最大となる。[16]
ホウ砂はホウ酸やその他のホウ酸塩に簡単に変換でき、さまざまな用途に使用できます。ホウ砂と塩酸との反応でホウ酸が生成されます。
- Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O + 2 HCl → 4 H 3 BO 3 + 2 NaCl + 5 H 2 O
ホウ砂は酸塩基滴定法の一次標準として使用できるほど安定している。[17] ：p.316
溶融ホウ砂は多くの金属酸化物を溶解してガラスを形成します。この特性は、冶金学での使用や定性化学分析の ホウ砂ビーズ試験において重要です。
ホウ砂は様々な溶媒に溶けますが、エタノールには特に溶けません。[1]
ホウ砂という用語は、正確にはいわゆる「十水和物」Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 Oを指しますが、その名前はその構造と一致していません。実際は八水和物です。アニオンはテトラホウ酸塩[B 4 O 7 ] 2−ではなく、テトラヒドロキシテトラホウ酸塩[B 4 O 5 (OH) 4 ] 2−です。[16]そのため、より正確な式はNa 2 B 4 O 5 (OH) 4 ·8H 2 Oのはずです。ただし、この用語は関連化合物にも適用される場合があります。ホウ砂の「五水和物」の式はNa 2 B 4 O 7 ·5H 2 Oですが、これは実際には三水和物Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 ·3H 2 Oです。これは、密度が 1.880 kg/m 3の無色の固体で、60.8 °C 以上で水溶液から結晶化し、菱面体晶系を形成します。天然には鉱物のティンカナイトとして存在します。[19]これは、「十水和物」を 61 °C 以上に加熱することで得られます。[20]ホウ砂「二水和物」は、化学式Na 2 B 4 O 7 ·2H 2 Oで、実際には無水物であり、正しい化学式はNa 2 B 4 O 5 (OH) 4です。これは、「十水和物」または「五水和物」を 116-120 °C 以上に加熱することで得られます。[20]無水ホウ砂は、化学式Na 2 B 4 O 7の四ホウ酸ナトリウムそのものです。これは、任意の水和物を 300 °C に加熱することで得られます。[20]非晶質（ガラス状）形態が1つと、α、β、γの3つの結晶形態があり、融点はそれぞれ1015、993、936 Kです。α- Na 2 B 4 O 7が安定した形態です。[20]
天然資源
ホウ砂は、季節的な湖の繰り返しの蒸発によって生成される蒸発岩の堆積物中に自然に存在します。商業的に最も重要な堆積物は、トルコ、カリフォルニア州ボロン、カリフォルニア州サールズ湖で発見されています。また、ホウ砂は、米国南西部の多くの場所、チリのアタカマ砂漠、ボリビアで新たに発見された堆積物、チベットとルーマニアでも発見されています。ホウ砂は、他のホウ素化合物から合成することもできます。[21]
天然に存在するホウ砂（米国および他の多くの国ではラソライト46という商品名で知られている）は、再結晶化のプロセスによって精製されます。[22]
用途
ホウ砂はアリやネズミに有毒であるため、害虫駆除に使用されます。ホウ砂は効果が遅いため、働きアリが巣にホウ砂を運び、コロニーの残りの部分を毒化します。[23]
ホウ砂は、 20 Mule Team Borax洗濯用洗剤、Boraxo粉末ハンドソープ、歯の漂白剤など、様々な家庭用洗濯・洗浄製品に使用されています。 [ 24] [25 ] [ 26] [27]
ホウ酸イオン（一般にホウ酸として供給される）は、生化学や化学の研究室で緩衝液を作るために使用されている。例えば、DNAやRNAのポリアクリルアミドゲル電気泳動用の緩衝液で、コーティング手順ではTBE緩衝液（ホウ酸緩衝トリスヒドロキシメチルアミノメトニウム）[28] [29]や、より新しいSB緩衝液やBBS緩衝液（ホウ酸緩衝生理食塩水）が使用される。ホウ酸緩衝液（通常pH 8）は、ジメチルピメリミデート（DMP）ベースの架橋反応における優先平衡溶液としても使用される。[要出典]
ホウ酸源としてのホウ砂は、水中のホウ酸と他の物質との共錯体形成能を利用して、さまざまな物質と錯イオンを形成するために使用されています。ホウ酸と適切なポリマーベッドは、糖尿病における長期高血糖の指標である糖化ヘモグロビン（主にHbA1c ）と非糖化ヘモグロビンを区別してクロマトグラフィーするために使用されます。
ホウ砂は軟水化に使用されていますが、単独では硬度陽イオンに対する親和性が高くありません。軟水化のためのホウ砂の化学式は次のとおりです。
- Ca 2+ (aq) + Na 2 B 4 O 7 (aq) → CaB 4 O 7 (s)↓ + 2 Na + (aq)
- Mg 2+ (aq) + Na 2 B 4 O 7 (aq) → MgB 4 O 7 (s)↓ + 2 Na + (aq)
導入されたナトリウムイオンは水を「硬く」しません。この方法は、一時的な硬度と永久的な硬度の両方を除去するのに適しています 。
ホウ砂と塩化アンモニウムの混合物は、鉄と鋼を溶接する際のフラックスとして使用されます。不要な酸化鉄(スケール)の融点を下げて、流れ落ちるようにします。ホウ砂は、金や銀などの宝石用金属をはんだ付けする際のフラックスとしても水と混ぜられ、溶けたはんだが金属を濡らし、接合部に均一に流れ込むようになります。 [要出典]ホウ砂は、タングステンを亜鉛で「予備錫メッキ」するためのフラックスでもあり、タングステンの軟質はんだ付けを可能にします。[30]ホウ砂は、鍛造溶接のフラックスとしてよく使用されます。[31]
職人的な金採掘では、ホウ砂はホウ砂法と呼ばれるプロセスの一部として（フラックスとして）使用されることがある。これは、金の抽出プロセスで有毒な水銀の必要性を排除することを目的としたものだが、水銀を直接置き換えることはできない。ホウ砂は1900年代にフィリピンの一部の金採掘者によって使用されたと伝えられている。 [32] [33]この方法は、環境への影響を軽減するだけでなく、適切な鉱石からの金の回収率が向上し、コストも安いという証拠がある。このホウ砂法はフィリピンのルソン島北部で使用されているが、鉱山労働者はよく理解されていない理由で他の地域での採用に消極的である。[34]この方法はボリビア[35]とタンザニアでも推進されている。 [36]
スライム、フラバー、グループ、グルチ（または誤ってシリーパティと呼ばれるが、これはシリコーンポリマーがベース）と呼ばれることもあるゴム状ポリマーは、ポリビニルアルコールとホウ砂を架橋することで作ることができます。 ポリ酢酸ビニルベースの接着剤（エルマーの接着剤など）とホウ砂からフラバーを作ることは、一般的な初等科学の実演です。[37] [38]
E番号 E285のホウ砂は食品添加物として使用されていますが、オーストラリア、中国、タイ、米国など一部の国では使用が禁止されています。[39]その結果、米国で販売されているキャビアなどの特定の食品には、保存を助けるために高濃度の塩が含まれています。[40]防腐剤としての使用に加えて、ホウ砂は食品に硬くゴムのような食感を与えます。中国では、ホウ砂（中国語：硼砂、ピンイン：péng shāまたは中国語：月石、ピンイン：yuè shí）は、拉面（中国語：拉面、ピンイン：lāmiàn）、沙河粉（中国語：沙河粉、ピンイン：shāhéfěn）、チャークェイティオウ（中国語：粿條、ピンイン： guǒ tiáo ）、チーチョンフン（中国語：肠粉、ピンイン：chángfěn）と呼ばれる小麦麺や米麺などの食品に含まれていることが確認されています[要確認] [41]。インドネシアでは、麺、バクソ（ミートボール）、蒸し米などの食品への一般的な添加物ですが、禁止されています[42]。ホウ酸と一緒に摂取した場合、ホウ砂とさまざまな種類のがんとの間には否定的な関連があることが多数の研究で実証されている[説明が必要] 。 [43]ホウ酸とホウ砂は急性経口摂取に対する毒性が低く、塩とほぼ同じ急性毒性である。全摂取の88％を占める無症状の摂取ケースの平均摂取量は約0.9グラムである。しかし、報告されている無症状の摂取量の範囲は広く、0.01〜88.8グラムである。[44]
その他の用途としては、次のものがあります。
- エナメル釉薬の成分[45]
- ガラス、陶器、セラミックスの成分[46]
- 陶磁器の釉薬や釉薬の添加剤として使用され、湿った陶器、生陶器、素焼きの焼き上がりを良くする[要出典]
- 難燃剤[47]
- セルロース断熱材用抗真菌化合物[46]
- ウール用防虫剤10%溶液[48]
- クローゼット、パイプやケーブルの入口、壁の隙間、通常の殺虫剤が望ましくない手の届かない場所など、頑固な害虫（例えばチャバネゴキブリ）の予防のために粉砕される[49]
- 洗剤に使用される過ホウ酸ナトリウム一水和物、およびホウ酸やその他のホウ酸塩の前駆体[要出典]
- カゼイン、デンプン、デキストリン系接着剤の粘着付与剤成分[50]
- ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール系接着剤の粘着付与剤成分であるホウ酸の前駆体
- シェラックを加熱したホウ砂に溶かして、つけペン用の消えないインクを作る[要出典]
- ヘビ皮の硬化剤[要出典]
- サケのスポーツフィッシングで使用するサケ卵の保存剤[51]
- pHをコントロールするプール緩衝剤[52]
- 中性子吸収体は、原子炉や使用済み燃料プールで反応性を制御し、核連鎖反応を停止させるために使用されます[53]
- ホウ素欠乏土壌を改善するための微量栄養素 肥料として[54] [55]
- 剥製における防腐剤[56]
- 火を緑色に染める[57]
- 伝統的にハムなどの乾燥肉をコーティングして見た目を良くし、ハエを寄せ付けないようにするために使われてきました[58] [59] [60]
- 鍛冶職人が鍛造溶接に使用する[31]
- 鋳造時に金属や合金を溶解するためのフラックスとして使用され、不純物を取り除き、酸化を防ぐ[要出典]
- シロアリ駆除剤として使用される（水に薄めて使用）[要出典]
- 素粒子物理学では、原子核乾板への添加剤として使用され、荷電粒子の飛跡の潜像寿命を延ばす。 1950年のノーベル賞を受賞したパイ中間子の最初の観測では、このタイプの乾板が使用された。[61] [62]
毒性
ある研究によると、ホウ砂は急性毒性がない。ラットのLD 50 (致死量) スコアは 2.66 g/kg とテストされており、これは重篤な症状や死を引き起こすには相当量の化学物質が必要であることを意味する。致死量は必ずしも人間の場合と同じではない。殺虫剤情報ウェブサイトでは、ホウ砂は非致死性化合物であり、危険性の懸念はないとして記載されている。[要出典]
ホウ砂は1946年以来、様々な制限付きで米国で殺虫剤として使用されてきた。ホウ酸とホウ砂に関する2つのEPA文書で報告されているように、ホウ砂の毒性が低いため、1986年2月にすべての制限が解除された。[63] [64]
EPAは、ホウ酸とそのナトリウム塩は毒性が低く、天然に存在するため、すべての生農産物に対する許容値（最大残留基準）の要件から免除されるべきであると判断しました。[63]
EPAは2006年に再評価を行い、結論が出ていないデータを引用していたが、「研究中に毒性の兆候は見られず、標的臓器に対する細胞毒性の証拠もなかった」と結論付けた。[65]再評価では、過剰暴露による毒性の研究がチェックされ、「有効成分としてのホウ酸とそのナトリウム塩による住宅での取り扱い者の吸入リスクはリスク懸念ではなく、懸念レベルを超えていません...」という結論が出されたが、絨毯の掃除用の粉末として使用した場合、子供が吸入すると刺激の危険性がある可能性がある。
ホウ砂の粉塵に過度にさらされると呼吸器系に炎症を起こす可能性があるが、外部からのホウ砂の曝露による皮膚の炎症は報告されていない。摂取すると、吐き気、持続的な嘔吐、腹痛、下痢などの胃腸障害を引き起こす可能性がある。血管系や人間の脳への影響には頭痛や無気力などがあるが、頻度は低い。重症の場合、手のひら、足の裏、臀部、陰嚢に「ビーフ」のような赤い発疹が現れることがある。[66]
インドネシア消費者保護局は、5～10年間にわたってホウ砂を大量に摂取すると肝臓がんになるリスクがあると警告している。 [60]
ホウ砂は2010年12月16日に高懸念物質（SVHC）候補リストに追加されました。SVHC候補リストは、化学物質の登録、評価、認可および制限に関するEU規則2006（REACH）の一部であり、 CLP規則の下でホウ砂が生殖毒性カテゴリー1Bとして改訂された分類に基づいています。EUに輸入されるホウ砂を含む物質および混合物には、「生殖能力を損なう可能性がある」および「胎児に害を及ぼす可能性がある」という警告ラベルを貼付することが義務付けられています。[67] 2015年7月1日、ECHAはREACH附属書XIVへの追加を提案しました。[68]この勧告が承認された場合、EUにおけるホウ砂のすべての輸入および使用はECHAの許可が必要になります。[更新が必要]
2012年にJournal of Toxicology and Environmental Healthに掲載されたホウ素毒性（ホウ酸およびホウ酸塩として）のレビューでは、「最も高い曝露を受けた集団でさえ、ヒトのB [ホウ素]曝露は、生殖機能に悪影響を及ぼすのに必要な血中（および標的組織）濃度に達するには明らかに低すぎるようだ」と結論づけられている。[69] 2016年7月にカナダ保健省が発表したリスク評価案では、ホウ酸への過剰曝露は発達および生殖健康への影響を引き起こす可能性があることが判明した。人々はすでに食事や水を通じて自然にホウ酸にさらされているため、カナダ保健省は、特に子供や妊婦については、他の原因による曝露を可能な限り減らすべきであると勧告した。
懸念されるのは、特定の製品ではなく、さまざまな原因による多重曝露である。このことを念頭に置き、同省は、家庭で一般的に使用されているホウ酸を含む特定の殺虫剤の登録を取り消し、市場から段階的に廃止することも発表した。また、カナダで引き続き登録されている他のホウ酸殺虫剤（密閉式ベイトステーションやジェル製剤を使用したスポット処理など）についても、より保護的な新しいラベル指示が導入されている。[70]
参照
説明脚注
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ホウ砂に関連するメディアがあります。
無料辞書のウィクショナリーで「ホウ砂」を調べてください。
Wikisource には、 1879 年のAmerican Cyclopædia の記事 「Borax」のテキストがあります。
- 国際化学物質安全性カード 0567
- 国際化学物質安全性カード 1229 (溶融ホウ砂)
- 国家汚染物質目録 – ホウ素および化合物
- NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド
- sefsc.noaa.gov のホウ酸ナトリウム