اسید بوریک

توضیحات عمومی

اسید بوریک یا اسید بوراسیک یک اسید لوئیس مونوبازیک ضعیف حاوی عنصر بور است که به دلیل خواص منحصربه‌فرد خود در زمینه‌های مختلف علمی و صنعتی کاربرد دارد. این ترکیب شیمیایی به‌طور طبیعی در محیط‌هایی مانند خاک، آب، و گیاهان یافت می‌شود و نقشی کلیدی در رشد و نمو گیاهان ایفا می‌کند، زیرا عنصر بور یکی از اجزای ضروری در تنظیم فرآیندهای زیستی گیاهان است.

محققان می‌توانند با استفاده از پلی‌ال‌هایی مانند سوربیتول یا لاکتیتول، اسیدیته این ماده را از طریق واکنش‌های کمپلکس افزایش دهند که این ویژگی کاربردهای آن را در حوزه‌های تخصصی گسترش می‌دهد. برای مثال، اسید بوریک به‌طور گسترده در زیست‌شناسی مولکولی به‌عنوان یک ماده پایه در آماده‌سازی بافرها به‌کار می‌رود، چرا که توانایی تنظیم دقیق pH را دارد.

در سال 1702، شیمی‌دان آلمانی ویلهلم هومبرگ اولین بار موفق به ساخت کریستال‌های اسید بوریک از طریق واکنش بین بوره و اسیدهای معدنی در آب شد. این کشف، مسیر استفاده گسترده از اسید بوریک در صنایع مختلف را هموار کرد.

این ترکیب معمولاً غیر سمی است و در محیط طبیعی پایدار نمی‌ماند، زیرا توسط باران به‌سرعت شسته شده و از جوّ زدوده می‌شود. به همین دلیل، اسید بوریک به‌عنوان یک ترکیب ایمن و قابل‌اعتماد در بسیاری از کاربردها از جمله شیمی تجزیه، داروسازی، کشاورزی و تولید محصولات مراقبت شخصی استفاده می‌شود.

نام‌های دیگر

اسید بوریک چندین نام دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به تری‌هیدرواکسی دوبورون، ارتوبوریک اسید و بوراسیک اسید اشاره کرد. این ماده در شکل معدنی آن به ساسولیت معروف است.

فرمول شیمیایی

اسید بوریک با فرمول شیمیایی H₃BO_{3 و با فرمول ساختاری زیر نمایش داده می‌شود.}

ساختار شیمیایی اسید بوریک

شکل و مشخصات ظاهری

اسید بوریک در دمای اتاق به‌صورت کریستال‌های بی‌رنگ یا سفید ظاهر می‌شود و به دلیل انحلال‌پذیری بالای آن در آب، به‌راحتی در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و صنعتی استفاده می‌شود. این ترکیب به‌عنوان یک اسید لوئیس شناخته می‌شود، به این معنا که می‌تواند جفت‌الکترون‌ها را از یک ترکیب دهنده بپذیرد، که این ویژگی آن را به ماده‌ای مناسب برای واکنش‌های شیمیایی پیچیده تبدیل می‌کند.

اسید بوریک یک اسید ضعیف است، اما ویژگی منحصربه‌فرد آن، قابلیت واکنش با الکل‌ها و تشکیل استرهای بورات است. این واکنش‌ها در تولید ترکیبات خاص شیمیایی، از جمله مواد افزودنی، حلال‌ها و مواد پایدارکننده، اهمیت دارند.

کاربردها و بازارهای هدف

 توانایی اسید بوریک در تشکیل استرهای بورات، آن را به ماده‌ای کلیدی در فرمولاسیون چسب‌ها، مواد نگهدارنده و حتی محصولات دارویی تبدیل کرده است. همچنین، به دلیل انحلال‌پذیری بالا و پایداری نسبی، این ترکیب به‌طور گسترده در آزمایشگاه‌های شیمی برای کنترل pH و آماده‌سازی محلول‌های بافر استفاده می‌شود.

1- صنعت شیشه

اسید بوریک یکی از اجزای کلیدی در صنعت شیشه‌سازی است و به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فرد خود، نقشی حیاتی در بهبود کیفیت و عملکرد شیشه دارد. هنگامی که اسید بوریک به سیلیس اضافه می‌شود، محصولی ایجاد می‌کند که دارای مقاومت بالاتری در برابر تنش‌های حرارتی ناشی از انبساط و انقباض است. این ویژگی برای کاربردهایی که شیشه در معرض دماهای متغیر قرار دارد، بسیار ارزشمند است.

اضافه‌کردن اسید بوریک به شیشه باعث کاهش دمای ذوب و ویسکوزیته آن می‌شود که این امر نه تنها بهره‌وری تولید را افزایش می‌دهد، بلکه انرژی مصرفی در فرایند شیشه‌سازی را نیز کاهش می‌دهد. این ماده همچنین به شفافیت بیشتر شیشه کمک می‌کند، از تبلور آن جلوگیری می‌کند و مقاومت شیشه در برابر رطوبت و شرایط محیطی را افزایش می‌دهد. به دلیل این خواص، اسید بوریک به‌عنوان یک شار مهم در فرایند شیشه‌سازی شناخته می‌شود.

از دیگر کاربردهای اسید بوریک می‌توان به استفاده در شیشه‌های تخصصی مانند شیشه‌های بوروسیلیکات اشاره کرد که به دلیل مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی، در لوله‌های آزمایشگاهی، ظروف آزمایشگاهی و شیشه‌های اپتیکال استفاده می‌شوند. همچنین این ماده در تولید لامپ‌ها، صفحه‌نمایش‌های LCD، شیشه‌های میکروفیبر و شیشه‌های مقاوم به مواد شیمیایی کاربرد گسترده‌ای دارد.

علاوه بر این، شیشه‌های حاوی اسید بوریک به دلیل مقاومت بالا و شفافیت عالی، در صنایع اپتیک، الکترونیک و پزشکی تقاضای زیادی دارند. وجود این ماده در فرمولاسیون شیشه‌های پیشرفته، موجب بهبود دوام و کارایی آن‌ها در محصولات مصرفی و صنعتی می‌شود.

2- صنعت بهداشتی-دارویی

اسید بوریک به‌عنوان یک ماده شیمیایی ضدعفونی‌کننده طبیعی و ضدباکتری، نقش مهمی در حفظ پاکیزگی و بهداشت ایفا می‌کند. این ماده با خواص ضدعفونی‌کننده و ضد قارچی خود، برای درمان خراشیدگی‌ها، سوختگی‌های خفیف و عفونت‌های پوستی بسیار کاربردی است. یکی از کاربردهای رایج اسید بوریک، مهار جوش‌های آکنه و درمان مشکلاتی مانند ورم ملتحمه، عفونت‌های مخمری و قارچ پای ورزشکاران است.

در محصولات مراقبت از چشم مانند قطره‌های چشم و محلول‌های نمکی، اسید بوریک به‌عنوان یک عامل ضدعفونی‌کننده عمل کرده و با تنظیم pH، از رشد میکروب‌ها جلوگیری می‌کند. این ماده به حذف آلودگی‌های محیطی و میکروارگانیسم‌های مضر از چشم کمک می‌کند و به همین دلیل در بسیاری از محلول‌های شست‌وشوی لنز نیز یافت می‌شود.

اسید بوریک همچنین در فرمولاسیون محصولات بهداشتی شخصی مانند پودرهای ضد قارچ، اسپری‌های ضد بو و محصولات مراقبت از پا استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند به کاهش بوی نامطبوع ناشی از تعریق کمک کرده و محیطی نامناسب برای رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها فراهم کند.

علاوه بر این، اسید بوریک در پاک‌کننده‌های خانگی و مواد شوینده صنعتی نیز به‌کار می‌رود. این ماده با خاصیت ضدباکتری و تنظیم pH، کارایی این محصولات را افزایش می‌دهد و برای پاک‌سازی سطوحی که در معرض آلودگی‌های شدید قرار دارند، بسیار مؤثر است.

افزون‌بر این  اسید بوریک را به‌علت خاصیت قلیایی آن می‌توان به‌عنوان محلول ضدعفونی‌کننده واژن جهت درمان واژینوز باکتریایی استفاده کرد. همچنین برای پیشگیری از ایجاد عفونت و آلودگی قارچی در کفش ورزشکاران، مقداری اسید بوریک در جوراب‌های ورزشی آن‌ها به‌کار می‌رود. در انگلستان، اسید بوریک به‌عنوان ماده نگهدارنده در ظروف نمونه ادرار در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود.

3- نساجی

اسید بوریک در صنعت نساجی به‌عنوان ماده‌ای کلیدی در فرآیندهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده به دلیل خواص شیمیایی منحصربه‌فرد خود، نقش مؤثری در بهبود کیفیت رنگرزی، ثبات پارچه و حتی افزایش دوام محصولات نساجی دارد.

یکی از کاربردهای اسید بوریک، عملکرد به‌عنوان شار در فرآیندهای نساجی است. زمانی‌که این ماده با آب ترکیب می‌شود، به‌عنوان عامل روان‌کننده عمل کرده و مانع از ایجاد رسوبات و ناخالصی‌های ناخواسته در فرآیند تولید می‌شود. همچنین، در رنگرزی پارچه، اسید بوریک به تثبیت رنگ کمک می‌کند و رنگ‌های روشن‌تر و ماندگارتری بر روی الیاف ایجاد می‌کند.

در دباغی چرم نیز از اسید بوریک به‌عنوان یک عامل پاک‌کننده و پایدارکننده استفاده می‌شود. این ماده با تنظیم pH و حذف ناخالصی‌ها، فرآیند دباغی را بهبود می‌بخشد و کیفیت چرم نهایی را افزایش می‌دهد.

همچنین، در ترکیب با الکل دناتوره (40 درصد)، اسید بوریک به‌عنوان پوششی برای محافظت از پارچه‌ها و الیاف در برابر واکنش‌های اکسیداسیونی (که به مقیاس آتش معروف است) عمل می‌کند. این پوشش از آسیب ناشی از اکسیداسیون و حرارت جلوگیری کرده و طول عمر پارچه‌ها را افزایش می‌دهد.

در نتیجه، اسید بوریک به دلیل نقش چندمنظوره خود در بهبود کیفیت، حفظ دوام و تقویت فرآیندهای تولیدی، یکی از اجزای حیاتی در صنعت نساجی و دباغی به شمار می‌آید.

نکات مربوط به ایمنی، حفظ و نگهداری

مقادیر بسیار کم اسید بوریک که در طبیعت وجود دارد سمی نمی‌باشد، اما اگر به مقدار زیاد بلعیده یا استنشاق شود سمی می‌باشد. غلظت بالا به‌طور بالقوه می‌تواند منجر به مشکلات باروری، آسیب احتمالی به کلیه، اختلال غدد درون‌ریز، افزایش آنزیم‌های کبدی، درد شکم، واکنش آلرژیک، احساس سوزش، تحریک دستگاه عصبی مرکزی، افسردگی، اسهال، بثورات پوستی و استفراغ شود.

برای جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی، توصیه می‌شود هنگامی‌که با اسید بوریک مشغول هستید،  از عینک ایمنی، دستکش و ماسک استفاده کنید و چنانچه اسید بوریک با بدن شما تماس پیدا کرد، فورا محل تماس را شستشو دهید. بهتر است لباس‌هایی نیز که به این ماده آغشته شده‌اند را پیش از پوشیدن دوباره بشویید. اسید بوریک ماده قابل اشتعالی نیست اما ممکن است در اثر آتش‌سوزی، بخارات سمی و محرک ایجاد کند.

ذخیره‌سازی اسید بوریک باید در محلی خنک و دارای تهویه مناسب انجام شود و از تابش مستقیم نور آفتاب، شعله، جرقه و مواد ناسازگاری همچون اسیدها و اکسنده‌های قوی دور نگهداری شود. اگر از مخزن استفاده نمی­شود، درب ظرف باید کاملا بسته بماند. همچنین بهتر است که این ماده دور از دسترس کودکان نگه‌داشته شود.

جمع‌بندی

در این مطلب با کاربردهای اسید بوریک و عوارض جانبی بالقوه آن آشنا شدیم و دانستیم که اسید بوریک یک ترکیب شیمیایی بی‌رنگ محلول در آب است که به‌طور طبیعی یافت می‌شود. این ترکیب از اکسیژن، بور و هیدروژن تشکیل شده و دارای خواص ضد قارچ و ضد میکروب می‌باشد. اسید بوریک کاربردهای خانگی و صنعتی متعددی دارد و در بسیاری از محصولات وجود دارد. همیشه هنگام استفاده از این ماده، موارد ایمنی را رعایت کنید چرا که می‌تواند باعث تحریک پوست شود و واکنش‌های شدیدی ایجاد کند.

پرسش‌های متداول