Borate sind Salze oder Ester der Borsäuren. Die Salze sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Ionengitter als Anion das Borat-Ion BO33- bzw. eine kondensierte Form davon (z. B. B4O5(OH)42-, Tetraborat) enthalten.

Borate bilden eine eigenständige Mineralklasse.

Natürliches Vorkommen

Borax-Kristall

Der Abbau von Bor-haltigen, meist kristallwasserhaltigen Mineralien wird als Boratabbau bezeichnet. Folgende Minerale sind wichtige, in Industrie und Technik verwendete Borate:

  • Boracit (Magnesium-chlor-borat, wasserfrei)
  • Borax (Natriumtetraborat)
  • Pandermit (Calciumborat)
  • Colemanit (Calciumborat)
  • Sassolin (Borsäure)
  • Kernit (Natriumtetraborat)
  • Ulexit (Calcium-natrium-borat)

Darstellung

Eine einfache Darstellung von Boraten ist die Reaktion von Orthoborsäure mit Natronlauge (Natriumhydroxid-Lösung):

$ \mathrm{H_3BO_3 + 3 \ NaOH \longrightarrow Na_3BO_3 + 3 \ H_2O} $

Eigenschaften

trigonal-planarer Aufbau von BO33-
Stäbchenmodell von Tetraborat

Das isolierte Borat-Ion BO33- liegt laut dem VSEPR-Modell trigonal-planar vor (vgl. Abbildung).

Es existiert eine Vielfalt an Strukturvariationen bei den Boraten; beispielsweise das Dimer B2O54- oder das bereits erwähnte Tetraborat B4O5(OH)42-.

Darüber hinaus existieren verschiedene Metaborate, die sich von der Metaborsäure ableiten und die allgemeine Formel (BO2)nn- haben. Sie können sowohl ringförmige als auch polymere Kettenstrukturen ausbilden.

Durch Reaktion von Borsäure mit mehrwertigen Alkoholen (beispielsweise Glycerin oder Mannitol) kann man cyclische Ester (Chelat-Komplexe) erhalten.

Reaktion von Borsäure mit einem Diol

Borate bei denen ein Sauerstoffatom durch eine Disauerstoffgruppe ersetzt sind werden Perborate oder Peroxoborate genannt.

Nachweis

Grün brennendes Alkylborat

Für den qualitativen Schnellnachweis von Boraten gibt man die zu untersuchende Substanz in ein Reagenzglas oder Porzellanschälchen, fügt Methanol und wenige Tropfen konzentrierte Schwefelsäure hinzu, wobei Trimethylborat entsteht. Die aufsteigenden Dämpfe des Methanols, die auch den Borsäureester enthalten, sind entzündlich und brennen mit grüner Flamme.

$ \mathrm{B(OH)_3 + 3 \ CH_3OH \ \overrightarrow{\longleftarrow} \ B(OCH_3)_3 + 3 \ H_2O} $

Die Anwesenheit von zweiwertigen Kupfer-Ionen kann den Nachweis stören.

Zum quantitativen Nachweis von Boraten in der analytischen Chemie eignet sich die Curcumin-Methode. Curcumin und Borsäure bilden den rot-gefärbten Komplex Rosocyanin, dessen Konzentration kolorimetrisch bestimmt wird. Die Curcumin-Methode eignet sich deshalb auch zur quantitativen Bestimmung von Bor nach oxidativem Aufschluss einer Probe des Bor-haltigen Materials.

Verwendung

Verschiedene Formen von Boraten werden in Holzschutzmitteln verwendet. Borate werden auch als Puffersubstanzen (siehe: Pufferlösung) eingesetzt. Perborate finden in Wasch- und Bleichmitteln Einsatz.

Literatur

  • Riedel, Janiak: Anorganische Chemie, 7. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S. 582 ff., ISBN 978-3-11-018903-2.
  • Willmes: Taschenbuch Chemische Substanzen, 3. Auflage, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt a. M. 2007, S. 213 ff., ISBN 978-3-8171-1787-1

Weblinks

Wikibooks Wikibooks: Praktikum Anorganische Chemie/ Borat – Lern- und Lehrmaterialien

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

17.01.2022
Quantenphysik | Teilchenphysik
Ladungsradien als Prüfstein neuester Kernmodelle
Ein internationales Forschungsprojekt hat die modernen Möglichkeiten der Erzeugung radioaktiver Isotope genutzt, um erstmals die Ladungsradien entlang einer Reihe kurzlebiger Nickelisotope zu bestimmen.
13.01.2022
Sonnensysteme | Planeten | Elektrodynamik
Sauerstoff-Ionen in Jupiters innersten Strahlungsgürteln
In den inneren Strahlungsgürteln des Jupiters finden Forscher hochenergetische Sauerstoff- und Schwefel-Ionen – und eine bisher unbekannte Ionenquelle.
12.01.2022
Schwarze Löcher | Relativitätstheorie
Die Suche nach einem kosmischen Gravitationswellenhintergrund
Ein internationales Team von Astronomen gibt die Ergebnisse einer umfassenden Suche nach einem niederfrequenten Gravitationswellenhintergrund bekannt.
11.01.2022
Exoplaneten
Ein rugbyballförmiger Exoplanet
Mithilfe des Weltraumteleskops CHEOPS konnte ein internationales Team von Forschenden zum ersten Mal die Verformung eines Exoplaneten nachweisen.
07.01.2022
Optik | Quantenoptik | Wellenlehre
Aufbruch in neue Frequenzbereiche
Ein internationales Team von Physikern hat eine Messmethode zur Beobachtung licht-induzierter Vorgänge in Festkörpern erweitert.
06.01.2022
Elektrodynamik | Quantenphysik | Teilchenphysik
Kernfusion durch künstliche Blitze
Gepulste elektrische Felder, die zum Beispiel durch Blitzeinschläge verursacht werden, machen sich als Spannungsspitzen bemerkbar und stellen eine zerstörerische Gefahr für elektronische Bauteile dar.
05.01.2022
Elektrodynamik | Teilchenphysik
Materie/Antimaterie-Symmetrie und Antimaterie-Uhr auf einmal getestet
Die BASE-Kollaboration am CERN berichtet über den weltweit genauesten Vergleich zwischen Protonen und Antiprotonen: Die Verhältnisse von Ladung zu Masse von Antiprotonen und Protonen sind auf elf Stellen identisch.
04.01.2022
Milchstraße
Orions Feuerstelle: Ein neues Bild des Flammennebels
Auf diesem neuen Bild der Europäischen Südsternwarte (ESO) bietet der Orion ein spektakuläres Feuerwerk zur Einstimmung auf die Festtage und das neue Jahr.
03.01.2022
Sterne | Elektrodynamik | Plasmaphysik
Die Sonne ins Labor holen
Warum die Sonnenkorona Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius erreicht, ist eines der großen Rätsel der Sonnenphysik.
30.12.2021
Sonnensysteme | Planeten
Rekonstruktion kosmischer Geschichte kann Eigenschaften von Merkur, Venus, Erde und Mars erklären
Astronomen ist es gelungen, die Eigenschaften der inneren Planeten unseres Sonnensystems aus unserer kosmischen Geschichte heraus zu erklären: durch Ringe in der Scheibe aus Gas und Staub, in der die Planeten entstanden sind.