Caractéristiques
Utilisations [2, 3]
Principales applications industrielles et grand public pour l'acide borique et les tétraborates de disodium :
- industrie du verre, de la céramique et des émaux ;
- industrie nucléaire (ralentisseurs ou absorbeurs de neutrons) ;
- métallurgie (lubrifiants de tréfilage), galvanoplastie (bains de nickel et de zinc) ;
- composants de flux de soudage ou de brasage ;
- condensateurs électrolytiques ;
- industrie textile, des polymères, du cuir ;
- industrie des adhésifs (liants) ;
- retardateurs de flamme de fibres cellulosiques et matières plastiques ;
- substances actives biocides dans les produits de traitement du bois (lutte contre les organismes qui détruisent ou déforment le bois, y compris les insectes) ;
- industrie chimique : agents de fabrication de composés du bore (borates tels les borohydrures de sodium, potassium...), catalyseurs d'oxydation d'hydrocarbures... ;
- fertilisants en agriculture conventionnelle et biologique ;
- produits d'hygiène corporelle ;
- produits pharmaceutiques (antiseptique, antibactérien, antimycosique) ;
- conservateurs alimentaires (acide borique E284 et tétraborate de sodium E285) autorisés en Europe comme conservateurs antimicrobiens uniquement dans les œufs d'esturgeon (caviar).
Ces substances ont été utilisées comme insecticides dans les produits phytopharmaceutiques et comme antimicrobiens et régulateurs de pH dans les produits cosmétiques mais ces usages ne sont plus autorisés aujourd'hui (voir la partie "Réglementation").
Propriétés physiques [1-6]
L'acide borique se présente sous forme de poudre cristalline ou de granulés blancs. Il est inodore.
L'acide borique est modérément soluble dans l'eau, la solubilité augmentant avec la température. La présence de certains sels modifie la solubilité de l'acide borique dans l'eau soit en l'augmentant (chlorure de potassium, sulfate de sodium, borates, fluorures...) soit en la diminuant (chlorure de sodium...). L'acide borique est plus ou moins soluble dans certains solvants organiques (à 25 °C : 175 à 225 g/L dans le méthanol, 95 g/L dans l'éthanol, 17,5 % dans le glycérol, 1,5 % dans l'acétate d'éthyle, 0,6 % dans l'acétone).
Le tétraborate de disodium anhydre peut se présenter sous forme de poudre ou de cristaux blancs à gris. Il est hygroscopique, inodore et devient opaque quand il est exposé à l'air. Les formes « décahydrate » et « pentahydrate » sont des poudres, granulés ou cristaux blancs, inodores.
Les tétraborates de disodium sont modérément solubles dans l'eau. Ils sont solubles dans certains solvants organiques (à 25 °C : 16,7 % dans le méthanol, 30 % dans l'éthylène-glycol, 40,6 % dans le formamide par exemple pour la forme anhydre).
Les solutions aqueuses de tétraborates de disodium ont un pH légèrement alcalin (9,2).
| Nom Substance | Formule | N° CAS | Etat Physique | Solubilité | Masse molaire | Point de fusion | Point d'ébullition | Densité |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Acide borique |
H 3BO 3 |
10043-35-3 |
Solide |
50 g/L (à 20 °C dans l'eau) |
61,8 |
décomposition à partir de 100 °C |
300 °C |
1,5 |
| Tétraborate de disodium, anhydre |
B 4Na 2O 7 |
1330-43-4 |
Solide |
25 g/L (à 20 °C dans l'eau) |
201,2 |
environ 740 °C |
1575 °C (décomposition) |
2,35 |
| Tétraborate de disodium, pentahydrate |
B 4Na 2O 7.5 H 2O |
12179-04-3 |
Solide |
40 g/L (à 20 °C dans l'eau) |
291,3 |
1,86 | ||
| Tétraborate de disodium, décahydrate |
B 4Na 2O 7.10 H 2O |
1303-96-4 |
Solide |
50 g/L (à 20 °C dans l'eau) |
381,4 |
1,74 |
Propriétés chimiques [3-6]
Lorsqu'il est chauffé lentement et en système ouvert, l'acide borique se décompose vers 100 °C en perdant progressivement de son eau et en se transformant en acide métaborique HBO2 ; à des températures plus élevées, il se forme de l'anhydride borique B2O3 (1303-86-2) dont la forme cristalline fond à 450 °C.
L'acide borique en solution est un acide faible (pKa = 9,2). A pH acide, le bore se retouve en solution sous forme d’acide borique et à pH alcalin élevé, il se retrouve sous forme d’ions borate.
L'acide borique peut réagir de manière explosive dans certaines conditions avec l'anhydride acétique (à 58-60 °C) ou le potassium.
Le tétraborate de disodium, décahydrate perd 5 molécules d'eau à 100 °C et se transforme en tétraborate de disodium, pentahydrate, et 4 molécules d'eau supplémentaires à 150°C et devient du tétraborate de disodium anhydre vers 320°C.