Boro

Informações Gerais

     O boro é um sólido preto que pode ser preparado na forma cristalina, com alto grau de pureza, pela redução na fase vapor do tricloreto de boro (BCl3) ou o tribrometo de boro (BBr3) com hidrogênio eletricamente aquecido. O boro impuro, é um pó marrom escuro, que pode ser obtido pelo aquecimento do trióxido de boro (B2O3) em presença de magnésio (Mg) em pó. É um metalóide e pertence ao grupo 13 da tabela periódica.

     Em 1808, o boro foi obtido por eletrólise de uma mistura que continha ácido bórico. No mesmo ano Joseph-Louis Gay-Lussac e Louis-Jacques Theuard obtiveram o boro por aquecimento do potássio com fluoreto de boro (produzido por aquecimento do fluorspar com trióxido de boro, B2O3, em um tubo de ferro). Nenhuma dessas descobertas levaram à classificação do boro como elemento químico.

     Só em 1824, Berzelins discutiu e avaliou o trabalho de Davy, Gay-Lussac e Thenard, identificando e classificando o boro como um elemento químico.

     Em 1979, o pesquisador Herbert C. Brown, recebeu o prêmio Nobel de química, por seus estudos dos elementos nos orgânicos que contém boro.

     Nome do Elemento: Boro
     Símbolo Químico: B
     Número Atômico (Z):5
     Peso Atômico: 10,811
     Grupo da Tabela: 13 (IIIA)
     Configuração Eletrônica: 1s2 2s2 2p1
     Classificação: Metalóide
     Estado Físico: Sólido (T=298K)
     Densidade: 2,46 (g/cm3)
     Ponto de Fusão (PF): 2349,0 K
     Ponto de Ebulição (PE): 4200,0 K

Origem do Nome

     Do árabe "buraq" e do persa "burah".

Histórico

     1808 – Sir Humphrey Davy obteu por eletrólise de uma mistura que continha ácido bórico (H3BO4). E Joseph-Louis Gay-Lussac e Louis-Jacques Theuard obtiveram o boro por aquecimento do potássio com fluoreto de boro (produzido por aquecimento do fluorspar com trióxido de boro, B2O3, em um tubo de ferro). Porém nenhuma dessas descobertas levaram à classificação do boro como elemento químico.

     1824 – Berzelius discutiu e avaliou o trabalho de Davy, Gay-Lussac e Thenard, identificando e classificando o boro como um elemento químico.

     1879 – O pesquisador Herbert C. Brown, recebeu o prêmio Nobel de química, por seus estudos dos elementos nos compostos orgânicos que contém boro.

Disponibilidade

     Não é encontrado livre na natureza. Ácido ortobórico é encontrado em algumas águas vulcânicas. A abundância é cerca de 10 ppm da crosta terrestre.

     Alguns minerais são ulexita (borato de sódio e cálcio hidratado), tincal (borato de sódio hidratado), turmalina (pedra semipreciosa, silicato complexo de boro e alumínio com magnésio, ferro ou metais alcalinos), kernita (borato de sódio hidratado, Na2B4O5(OH)4.2H2O).

Produção

     Boro de alta pureza pode ser obtido pela redução do vapor de tricloreto ou tribrometo de boro com hidrogênio em filamentos aquecidos.

     Na forma impura, como um pó marrom escuro, pode ser preparado pelo aquecimento do trióxido com pó de magnésio (B2O3 + 3Mg ® 2B + 3MgO).

Aplicações

     Boro amorfo é usado em artefatos pirotécnicos para produzir cor verde e também como elemento de ignição de foguetes.

     O pentahidrato, Na2B4O7.5H2O, é usado na produção de fibra de vidro.

     O bórax (borato de sódio decaidratado) é usado como anti-séptico. Ácido bórico é empregado na produção de têxteis.

     Borossilicatos são aplicados na produção de vidros resistentes a variações de temperatura (pirex).
     O isótopo 10B é usado em reatores nucleares como blindagem contra radiação.

     O nitreto de boro (BN), na forma cúbica, é o segundo material mais duro, depois do diamante e é um isolante elétrico, mas é razoável condutor de calor. Algumas propriedades: massa específica 2300 kg/m3, ponto de fusão 3000 ºC, coeficiente de expansão térmica 0,1-0,4 10-5 ºC-1, condutividade térmica 20-27 W/(m°C), resistividade elétrica 1014-1019 10-8 W m. É usado em isolantes elétricos, revestimentos resistentes ao desgaste, cadinhos, abrasivos, componentes eletrônicos, etc.

     Tem propriedades lubrificantes similares às do grafite. Fibras de boro são empregadas na construção aeroespacial, em estruturas leves e resistentes.

     Boro tem capacidade de estabelecer ligações covalentes estáveis com cadeias de moléculas, similar ao carbono. Carbonatos e outras famílias formam milhares de compostos.