Név: kalcium-oxalát-hidrát
6.6.2.3.3. fénykép. Ca(COO)2 · H2O Összegképlet: Ca(COO)2 · H2O
CAS-szám: 5794-28-5
Biztonsági információk: R: 21/22 S: 24/25
Előállítás reakcióegyenlete:
CaCl2(aq) + (NH4)2(COO)2(aq) = Ca(COO)2(sz) + 2 NH4Cl(aq) Előállítás menete:
Ha kalciumsó oldatát oxalátion tartalmú oldattal reagáltatjuk, a kalcium-oxalát fehér csapadék alakjában kiválik.
10,9 g (0,05 mol) kalcium-kloridot (CaCl2 · 6H2O) kb. 50 cm3 vízben és 7,1 g (0,05 mol) ammónium-oxalátot {(NH4)2(COO)2 · H2O] 60 cm3 vízben enyhe melegítés közben (kb. 40 oC-on) feloldunk. Ha az oldatok nem tiszták, redős szűrőn szűrjük le őket. Az ammónium-oxalát-oldatot lassan, kevergetés közben adagoljuk a kalcium-klorid-oldathoz. A kivált fehér, porszerű csapadékot 23 órán keresztül vízfürdőn ülepítjük. Ezután Büchner-tölcséren leszűrjük, az anyalúgot kinyomkodjuk, a csapadékot hidegvízzel mossuk. Levegőátszívatással szárítjuk.
Tulajdonságok:
Fehér kristályos anyag. A vesekő egyik fő alkotója. A természetben egyes növények tartalmaznak nagyobb mennyiséget ebből a vegyületből (pl. sóska, rebarbara, pasztinák, diffenbachia). A whewellit nevű ásvány kalcium-oxalát.
73. Vas(II)-oxalátvíz (1/2)
Név: vas(II)-oxalát-dihidrát
6.6.2.3.4. fénykép. Fe(COO)2 · 2H2O Összegképlet: Fe(COO)2 · 2H2O
CAS-szám: 6047-25-2
Biztonsági információk: R: 21/22 S: 24/25
Előállítás reakcióegyenlete:
FeSO4(aq) + (NH4)2(COO)2(aq) = Fe(COO)2(sz) + 2 NH4SO4(aq) Előállítás menete:
Ha tömény vas(II)só-oldathoz ammónium-oxalát-oldatot adunk, a sárga vas(II)-oxalát csapadékként kiválik. Hígabb oldatból citromsárga kristályok alakjában kristályosítható.
13,9 g (0,05 mol) FeSO4 · 7H2O oldjunk fel hidegen 75 cm3 vízben, és kevergetés közben öntsünk hozzá 7,8 g (0,055 mol) ammónium-oxalát ((NH4)2(COO)2 · H2O) 65 cm3 vízzel készült oldatát. Ha az oldatok tartalmaznak szilárd szennyeződést, akkor összeöntés előtt célszerű ezeket szűréssel eltávolítani. A csapadékos oldatot néhányszor alaposan keverjük össze, majd szobahőmérsékleten hagyjuk ülepedni. Leülepedés után Büchner-tölcséren szűrjük, kevés hidegvízzel mossuk, majd levegőátszívatással szárítjuk.
Tulajdonságok:
Halványsárga monoklin vagy ortorombos kristályokat képez. 190 oC fölé hevítve termikusan bomlik, fekete színű FeO képződése közben, ami gyorsan diszproporcionálódik és finom eloszlású piroforos vas és Fe3O4 keletkezik. A vas-oxalátot 1876 óta alkalmazzák a fényképészetben előhívószerként, továbbá optikai üvegek gyártásánál használják. A humboltin nevű ásvány vas(II)-oxalát.
6.7. A bórsav és a borátok
6.7.1. A bórsav és a borátok tulajdonságai
A bór a földkéreg ritka elemei közé tartozik, bár léteznek sóinak nagyobb kiterjedésű lelőhelyei. Két legjelentősebb ásványa a bórax (Na2B4O7 ∙ 10H2O) és a kernit (Na2B4O7 ∙ 4H2O). Noha ezek a vegyületek a bórsav sóinak tekinthetők, melyben a bór oxidációfoka +3, a borátionok szerkezete sokkal bonyolultabb, mint amit az előző képletek alapján várnánk. A bóraxot pl. a következő képlettel helyesebb lenne megadni: Na2B4O5(OH)4 ∙ 8H2O.
6.7.1.1. ábra. A [B4O5(OH)4]2-ion szerkezete a bóraxban
Sósavval megsavanyított bóraxoldatból színtelen, lemezes, pikkelyszerű kristályok formájában bórsav (ortobórsav) { H3BO3 vagy B(OH)3 } válik ki. A bórsav sík elrendeződésű molekulái hidrogénhidakkal összekapcsolódva réteges polimert képeznek. Ezért a bórsav kevéssé oldódik vízben.
(F.5. táblázat) A bórsav nagyon gyenge egybázisú sav (pKS = 9,25), azonban ellentétben más savakkal nem protondonorként, hanem OH-ion-akceptorként viselkedik, s vizes közegben az alábbi egyenlettel leírható módon szolgáltat protont:
B(OH)3(aq) + H2O(f) H+(aq) + [B(OH)4] A tetraéderes felépítésű tetrahidroxo-borát-ion, B(OH)4
csak híg vagy erősen bázikus oldatokban stabil. pH = 12 alatt, koncentrált oldatokban kondenzációval vízkilépés közben poliborátionok keletkeznek. A poliborátok szerkezeti változatossága nagyobb, mint a szilikátoké.
A bórsav 170 oC-ra hevítve vizet veszít és metabórsav, HBO2 keletkezik, majd további vízvesztéssel B2O3, ami higroszkópos, és vízzel bórsavvá reagál. A bóroxid nehezen kristályosodik, így többnyire üvegszerű anyagként fordul elő.
A bórsav és a borátok toxikusak, nagyobb mennyiségben károsítják a vizekben élő fontos mikroorganizmusokat. Ezért felhasználásuk az utóbbi években visszaszorult, de több területen továbbra is alkalmazzák őket. A borátokat felhasználják fakonzerváló szerként és lángálló szövetek impregnálására. Továbbá alkalmazzák őket forrasztógyantaként, mivel forrasztáskor a forró fémfelületen megolvadnak és a fém felületén levő oxidréteggel reagálnak. A keletkező borátolvadék oxidmentesen tartja a forrasztandó felületet, és az olvadt forrasz ötvözetképzéssel tud a fémfelülethez kötődni. A bányászott borátásványok jelentős részét boroszikátüveg gyártására használják. A boroszikikátüveg hőtágulási együtthatója kicsi, a belőle készült üvegeszközök gyors hőmérséklet-változásra nem repednek meg. A laboratóriumi üvegeszközök legnagyobb része ma ilyen üvegből készül (pl. Duran vagy Pyrex üvegek).
A borátok előállítása bóraxból vagy bórsavból lehetséges, de általános előállítási módszer – éppen a lehetséges szerkezetek sokfélesége miatt nem adható meg.
6.7.2. A borátion analitikai kimutatása
Porcelántálban keverjünk össze kevés borátiont tartalmazó anyagot, pl. bóraxot 1 cm3 koncentrált kénsavval és 5 cm3 metanollal, majd az alkoholt gyújtsuk meg. Az alkohol a képződő bórsav-észter, az illékony trimetil-borát, B(OCH3)3 következtében zöld színű lánggal ég. A reakciót végezzük vegyifülkében! A porcelántálka tartalmának begyújtása előtt győződjünk meg róla, hogy a fülke alatt nincs más gyúlékony anyag (pl. további alkoholt tartalmazó edény)!
B4O72 + H2SO4 + 5 H2O = 4 H3BO3 + SO42 H3BO3 + 3 CH3OH = B(OCH3)3 + 3 H2O
6.7.2.1. fénykép. A borátion kimutatása
6.7.3. Feladatok a bórsav és néhány borát előállításához 74. Bórsav
Név: bórsav
ortobórsav
6.7.3.1. fénykép. H3BO3
Összegképlet: H3BO3
CAS-szám: 10043-35-3
Biztonsági információk: R: 60-61 S: 53-45
Előállítás reakcióegyenlete:
[Na2B4O5(OH)4] ∙ 8H2O(aq) + 2 HCl(aq) = 4 H3BO3(sz) + 2 NaCl(aq) + 5 H2O(f) Előállítás menete:
Bóraxoldat megsavanyításakor ortobórsavoldat keletkezik, mert a felszabaduló tetrabórsav azonnal vizet vesz fel, és ortobórsavvá alakul, az oldatból bórsav kristályosítható ki.
15,2 g (0,04 mol) bóraxból kb. 25 cm3 vízzel telített oldatot készítünk vízfürdőn. Az oldathoz kevergetés közben 1:1 hígítású sósavat adunk addig, amíg az oldat pH-ja savanyú nem lesz (pH < 5).
Az oldatot kevergetés közben gyorsan lehűtjük, a kivált bórsavat Büchner-tölcséren szűrjük, kevés hideg vízzel mossuk. A kapott nyersterméket meleg vízből átkristályosítjuk, majd levegő átszívatással szárítjuk.
A kapott termékből pár kristályt tegyünk porcelántálra, majd adjunk hozzá kevés metanolt, és fülke alatt gyújtsuk meg. Jegyezzük fel, mit tapasztalunk!
Tulajdonságok:
Színtelen, lemezes, kristályos anyag, mely hideg vízben rosszul, meleg vízben jobban oldódik. Vizes oldata enyhén savas. Antiszeptikus hatása miatt alkalmazták a gyógyászatban. Felhasználják még tűzálló kerámiák és üvegek készítésére, valamint épületek fagerendáinak tartósítására is.