Natriumtetraborat

Natriumtetraborat
Borax
Borax-Kristalle aus Kalifornien
Chemische Formel Na2[B4O5(OH)4] · 8 H2O
Mineralklasse Gruppenborate
6.DA.10 (8. Auflage: V/H.10-30) (nach Strunz)
26.4.1.1 [1] (nach Dana)
Kristallsystem monoklin
Kristallklasse monoklin-prismatisch \ 2/m [1]
Farbe farblos, weiß, grau, gelb, grün
Strichfarbe weiß
Mohshärte 2 bis 2,5
Dichte (g/cm³) 1,7 - 1,72 [1]
Glanz Glasglanz bis matt
Transparenz durchsichtig bis undurchsichtig
Bruch muschelig
Spaltbarkeit vollkommen
Habitus kurze, prismatische oder tafelige Kristalle, säulige, erdige, körnige, massige Aggregate
Häufige Kristallflächen
Zwillingsbildung
Kristalloptik
Brechzahl α=1,447 β=1,469 bis 1,470 γ=1,472 [2]
Doppelbrechung
(optische Orientierung)
Δ=0,025 [2] ; 39° bis 40°, zweiachsig negativ [2]
Pleochroismus farblos [1]
Weitere Eigenschaften
Schmelzpunkt 878 °C
Chemisches Verhalten in Wasser und Glycerin löslich
Ähnliche Minerale Kernit, Colemanit, Sassolin, Soda, Trona
Radioaktivität nicht radioaktiv
Magnetismus nicht magnetisch

Borax, auch als Tinkal, Natriumborat oder unter seiner chemischen Bezeichnung Dinatriumtetraborat-Decahydrat [3] bekannt, ist ein eher selten vorkommendes Borat-Mineral aus der Mineralklasse der Gruppenborate. Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der chemischen Formel Na2[B4O5(OH)4] · 8 H2[4] oder Na2B4O7 · 10 H2O bzw. Na2O · 2 B2O3 · 10 H2[5] und entwickelt meist kurze, prismatische oder tafelige Kristalle, aber auch erdige, körnige oder massige Aggregate von meist weißer oder grauer Farbe. Gelegentlich ist es auch farblos.

Inhaltsverzeichnis

Besondere Eigenschaften

Beim Erhitzen verliert es bei etwa 100 °C einen Teil seines Kristallwassers und bildet ein Pentahydrat. Oberhalb von 400 °C erhält man wasserfreies Natriumtetraborat, das bei 878 °C schmilzt. Die molare Masse von Natriumtetraborat beträgt 201,22 g·mol−1, die des Decahydrats 381,37 g·mol−1. Die Dichte der wasserfreien Substanz ist 2,37 g·cm−3, die des Decahydrats 1,72 g·cm−3 [3].

Etymologie und Geschichte

Borax wurde zuerst 1748 durch den schwedischen Mineralogen Johan Gottschalk Wallerius beschrieben. Der Name leitet sich von dem arabischen Wort bauraq für „weiß“ ab.[1] Es wurde schon in der Antike in China für Glasuren und in Ägypten zum Einbalsamieren benutzt.

Bildung und Fundorte

Boraxknolle aus dem Death Valley

Borax kommt in der Natur in kristalliner oder massiver Form ähnlich wie Anhydrit oder Gips als Evaporit vor, entsteht also bei der Austrocknung von Salzseen, die dann auch Boraxseen genannt werden, und tritt dann als Sediment auf. Daneben findet man es auch in vulkanischen Schloten.

Ein natürliches Vorkommen gibt es in Boron in Kalifornien, wo es im Tagebau abgebaut wird. Weitere Fundorte sind unter anderem Kırka in der Türkei, sowie Borax Lake, Searles Lake und im Death Valley/Kalifornien in den USA. [2]

Verwendung

Als Rohstoff

Borax wird heute nahezu ausschließlich aus dem kristallwasserärmeren Boraxmineral Kernit gewonnen und ist ein wichtiger Rohstoff zur Herstellung von Borsäure, zur Gewinnung von Boraten und Perboraten sowie weiterer Bor-Verbindungen. Borax wird für Glasuren auf Steingut, Keramik, Porzellan, Glas und bei der Emailproduktion verwendet.

Seine Verwendung als Flussmittel beim Hartlöten von Edelmetallen, sowie beim Feuerschweißen und Schmieden beruht auf seiner oxidablösenden Wirkung (Antioxidationsmittel).[6]

Borax ist neben Polyvinylalkohol, destilliertem Wasser und Lebensmittelfarbe eine Grundsubstanz zur Herstellung des Spielzeugs Slime (Schleim).[7]

In der Chemie

In der Schmelze von Borax lösen sich zahlreiche Metalloxide unter Bildung charakteristischer Färbungen und bilden nach dem Abkühlen eine glasartige Perle, die Boraxperle. Diese Färbungen werden als Nachweis für Kationen beim Kationentrennungsgang eingesetzt.

Die bei der Verbrennung von Methanol mit Borax auftretende grüne Flammenfärbung, die durch Borsäuretrimethylester hervorgerufen wird, ist ein einfacher Nachweis für Methanol. In der Industrie wird es zudem als Vergällungsmittel eingesetzt.

Daneben wird Borax für Pufferlösungen (Borat- sowie Borat-Phosphat-Puffer) und in der Borax-Karmin-Lösung (Grenachers-Lösung) als Farbstoff in der Mikroskopie verwendet.

Im Haushalt

Im Haushalt findet Borax Anwendung in Seife, in Wasserenthärtern, und als Perborat in Waschmitteln. Borax wird in Desinfektions-, Putz- und Bleichmitteln sowie in Insektiziden (bei Ameisenfallen) eingesetzt. Natriumborat findet sich auch als Riechstoff in Lufterfrischern Verwendung.

Des Weiteren wirkt Borax als vorbeugendes Holzschutzmittel gegen Schimmel und Insekten[6] und wird zu etwa ein Prozent der insgesamt verbrauchten Menge als Flammschutzmittel, hier vorwiegend für Dämmstoffe auf Zellulosebasis, eingesetzt. In letztgenannter Anwendung werden seine Eigenschaften als teilweise problematisch angesehen und eine Minderung als sinnvoll erachtet.[8]

Als Lebensmittelzusatzstoff hat es die Bezeichnung E 285.

Vorsichtsmaßnahmen

Giftig

Borax kann bei Haut- oder Augenkontakt sowie beim Einatmen des feinen Pulvers Entzündungen hervorrufen. Bei Verschlucken kann es zu Reizungen des Magen-Darm-Trakts kommen; größere Mengen wirken tödlich. (R- und S-Sätze: R: 60-61, S: 53-45[3].

Die CAS-Nummer des wasserfreien Natriumtetraborat ist 1330-43-4, die des Pentahydrats 1332-28-1 und die von Borax (Natriumtetraborat-Decahydrat) 1303-96-4.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. a b c d e Webmineral – Borax (engl.)
  2. a b c d MinDat – Borax (engl.)
  3. a b c Eintrag zu Natriumtetraborat in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 25. September 2007 (JavaScript erforderlich)
  4. Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin 2005, ISBN 3-540-23812-3
  5. Römpp kompakt Basislexikon Chemie. Hrsg. von Jürgen Falbe und Manfred Regitz. Bearbeitet von Eckard Amelingmeier u.a. Thieme, Stuttgart/New York 1998, ISBN 3-13-115711-9
  6. a b Kremer-Pigmente – Borax
  7. Uni Bayreuth – Effektexperimente: Slime
  8. Leisewitz et al. Forschungsbericht Nr. 297 44 542 im Auftrag des Umweltbundesamtes (Dez. 2000), S. 121 ff.

Literatur

  • Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0. 

Weblinks


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