Br
2007.02.27. 17:32
A br a peridusos rendszer egy kmiai eleme. Vegyjele B, rendszma 5. A III. fcsoportba, a flfmek kz tartozik. Hrom vegyrtk. Kt allotrp mdosulata ltezik, sttszrke, fmfny kristlyokban, vagy amorf brnak nevezett barnsfekete porknt ismeretes. A kristlyos br kemnysge nagy, a br a gymnt utn ismert legkemnyebb anyag (Mohs-skln 9,3-as). Elemi br a termszetben nem tallhat, de a brax s ms svnyai nagy mennyisgben bnyszhatk.
Trtnete
A br vegyletei vezredek ta ismeretesek (brax arabul baurak, perzsa nyelven burah). Az kori Egyiptomban a mumifikcihoz ntronlgot hasznltak, ami ms sk mellett bortokat is tartalmazott. Kr.u. 300-ban brax-tartalm mzat hasznltak Knban, s az kori Rmban a brvegyletek segtsgvel ksztettek veget.
Kb. 50%-os tisztasg elemi brt 1808-ban sikerlt elklntenie Sir Humphry Davy-nek, Gay-Lussac-nak s L. J. Thenardnak. k mg nem ismertk fel hogy a br klnll kmiai elem. Tiszta brt 1909-ben W. Weintraub amerikai vegysz lltott el.
Jellemzi
A br elektronhinyos anyag, a hiny a p-mezben jelentkezik. A brvegyletek gyakran Lewis-savak, azaz knnyen ktdnek elektrontbblettel br anyagokhoz.
Optikai tulajdonsgai kz tartozik, hogy infravrs fnyt bocst ki. A flvezetkre jellemzen norml hmrskleten rossz elektromos vezet, de nagyobb hfokon j vezetv vlik.
Minden ismert anyag kzl a brnak a legnagyobb a szaktszilrdsga.
A kbs br-nitrid a gymnt utni legkemnyebb anyag, edzett gyorsaclok s szerszmaclok megmunklsra is alkalmas. Elektromos szigetel, de a fmekhez hasonlan jl vezeti a ht. A grafithoz hasonlan j kenanyag. A sznhez is hasonlt, amennyiben kovalens ktsekkel stabil molekulris hlzatokat kpes kialaktani.
Felhasznlsa
Az ipar szmra legfontosabb brvegylet a dintrium-tetrabort-dekahidrt, Na2B4O7 · 10 H2O, msnven brax, amibl nagy mennyisgben lltanak el veggyapotot s fehrtszert (ntrium-bort). Ms felhasznlsi terletei:
- sznnel alkotott vegylett, a br-karbidot (B4C) csiszolsra hasznljk
- acltvzszerknt annak kemnysgt, kopsllsgt, korrzival szembeni ellenllst nveli
- zld szne miatt az amorf brt pirotechnikai effektusokban hasznljk
- a brsav ferttlent- s emberre veszlytelen rovarlszer
- vegyleteit szerves vegyletek szintzisben s boroszilikt veg ellltsban hasznljuk
- egyes vegyletei alacsony toxicitsuk miatt kedvelt fakonzervlszerek
- a br-10 izotpot elnyeli a neutronokat, ezrt nukleris reaktorokban folyamatszablyozshoz, a sugrzs elleni vdelemknt s neutrondetekcihoz hasznostjk
- kis slyuk s nagy erejk miatt brszlakat alkalmaznak rreplgpek gyrtsnl
A br vegyleteinek hasznossgt szmos terleten vizsgljk: cukor ltal tjrhat membrnokat, sznhidrt-szenzorokat prblnak ellltani segtsgvel.
Hidridjei knnyen oxidldnak, jelents energiakibocsts mellett. gy lehetsges, hogy raktazemanyagknt is meglln a helyt.
Elfordulsa
A vilg legnagyobb brtermeli az USA s Trkorszg. Elemi llapotban nem fordul el a termszetben, de megtallhat a borax, boracit, borokalcit svnyokban. Nha vulkni hvforrsok is tartalmaznak brsavat. Az ulexit olyan brsvny, ami optikai vezet tulajdonsgokkal rendelkezik.
Gazdasgilag fontos brforrsok a razorit (kernitrc) s tinkal, amiket a kaliforniai Mojave-sivatagban bnysznak.
Az elemi br ellltsa nem egyszer feladat. A kezdeti prblkozsok sorn a br-oxidot magnziummal vagy alumniummal redukltk. Sajnos gy a vgtermk fm-boridokkal szennyezdtt. Manapsg tiszta brt br-halogenidek magas hmrskleten hidrognnel val reduklsval lltanak el.
Izotpjai
A brnak kt, termszetben elfordul stabil izotpja van, a B-11 (80,1%) s a B-10 (19,9%). Az egyes izotpokat a B(OH)3 and B(OH)4 egymsba alakulst felhasznlva lehet sztvlasztani. A brizotpok elklnlhetnek termszetes folyamatok sorn is, ilyenek a kzetkpzds, a vz fzisvltozsa hidrotermlis rendszerekben, s a kzetek hidrotermlis kzet-talakulsa. Az utbbi sorn 10B(OH)4 ionok lpnek be agyagsvnyokba, s a ss vzben relatve felgylik a 11B(OH)4, ami felels lehet a tengervz a fldkreghez kpest jelentsen nagyobb 11B-tartalmrt.
|