|  | ||||||
VOORKOMEN
1.10-3 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit boor; het is het 37e element in rangorde van voorkomen. Men treft het aan in zeer veel mineralen (boraten en boorcarbonaten). De belangrijkste zijn:
| Mg3B7O13Cl |
| Na2B4O5(OH)4.8H2O |
| Ca2B6O11.5H2O |
| Be2BO3(OH) |
| Na2B4O6(OH)2.3H2O |
| NaCaB5O6(OH)2.5H2O |
De belangrijkste wingebieden liggen in de Verenigde Staten van Amerika (o.a. de plaats Boron in Californië), Rusland, Kazakstan, Turkije, China en Argentinië.
NAAM
De Engelse naam voor boor: boron, is ontstaan door het samenvoegen van borax en carbon. Deze naam werd gegeven om zowel de herkomst (het mineraal borax) als de overeenkomst met koolstof (boor werd lange tijd als een vorm van koolstof gezien) aan te duiden.
De naam borax, waarvan het Nederlandse boor is afgeleid, is afkomstig van de Armeense of Perzische naam voor het mineraal: buraq respectievelijk burah.
ONTDEKKING
Boor (borax) was reeds in de Oudheid bekend en werd onder andere gebruikt voor de productie van glas.
BEREIDING VROEGER
In 1808 lukte het J.-L. Gay-Lussac en L. J. Thénard elementair boor (in zeer onzuivere vorm) te bereiden door reductie van boorzuur met kalium. In hetzelfde jaar slaagde Sir H. Davy er - onafhankelijk van Gay-Lussac en Thénard - in om boor te bereiden door elektrolyse van boorzuur.
In 1892 wist H. Moissan zuiverder boor (95 - 98 %) te bereiden door reductie van boorzuur met magnesium. In 1909 verkreeg E. Weintraub vrij zuiver boor door reductie van boortrichloride met waterstof.
Het duurde tot 1950 voordat zeer zuiver boor in kristalvorm kon worden verkregen.
BEREIDING NU
Boor wordt meestal bereid uit borax of kerniet. Na verrijking wordt het erts geoxideerd tot boortrioxide, waaruit op verschillende manieren boor kan worden verkregen:
a) door het oxide om te zetten in gasvormig boorchloride en dit vervolgens te reduceren met zinkdamp bij
ca. 900 °C. Hierbij ontstaat vrij zuiver kristallijn boor.
b) door reductie van het gasvormig trichloride met waterstof op tantaal (bij ca. 1200 °C). Hierbij wordt
zeer zuiver kristallijn boor gevormd.
c) door reductie van het oxide met magnesium (of met een ander zeer onedel metaal zoals natrium,
kalium of calcium): B2O3 + 3 Mg → 2 B + 3 MgO
Hierbij wordt boor verkregen dat 95 - 98 % zuiver is en geen kristallijne structuur bezit.
d) door te smelten met een mengsel van kaliumchloride en kaliumfluoride, waarbij kaliumboorfluoride (KBF4)
ontstaat, dat bij elektrolyse poedervormig boor (95 %) oplevert.
TOEPASSINGEN EN TOELICHTING
Raketbrandstof
Aan vaste raketbrandstoffen wordt zeer fijn verdeeld boorpoeder toegevoegd. Boor is zeer licht en geeft bij verbranding veel energie per kilogram.
Tennisracket
Vezels van silicaten/boraten (glasvezels) zijn bijzonder licht en zeer sterk. Daarom worden ze gebruikt voor professionele tennisrackets. Tegenwoordig worden, naast glasvezels, diverse lichte, supersterke vezels toegepast.
Deze worden eveneens gebruikt voor bijvoorbeeld ski’s, de polsstok bij het (polsstok)hoogspringen en in de lucht- en ruimtevaart, onder andere voor het maken van lichte constructies in de ruimte en voor rotorbladen van helikopters.
Hittebestendig glas
Glas wordt - al vele eeuwen lang - gemaakt door zand te smelten met calciumcarbonaat en soda. Deze stoffen ontleden bij het smelten, waardoor uiteindelijk een mengsel van oxiden ontstaat. De hechte structuur van de tetraëders in het kristal van siliciumdioxide wordt verbroken, doordat de metaaloxiden erin worden opgenomen. Bij afkoelen ontstaat geen kristallijne stof meer, maar een amorfe stof (onderkoelde vloeistof) met een bijzonder hoge viscositeit. Het verkregen materiaal, glas, is hard en transparant. Door toevoegen van 10 - 20 % booroxide wordt hittebestendig glas (bijvoorbeeld Pyrex®) verkregen.
Oogontsmetter
Voor het ontsmetten van het oog bij lichte ontstekingen wordt ‘boorwater, een verdunde oplossing van boorzuur {B(OH)3}, gebruikt. Dit is een zeer mild antisepticum.
Wasmiddel
Aan diverse wasmiddelen wordt natriumperboraat of borax toegevoegd als waterontharder, om daardoor een goede waswerking mogelijk te maken. De naam Persil® is voor de helft afkomstig van deze toevoeging (samenvoegsel van de naam van twee bestanddelen: PERboraat/SILicaat).
VERDERE TOEPASSINGEN
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) en als legering:
absorberen van neutronen bij de bestraling van diverse vormen van kanker - in de experimentele radiotherapie - (12B)
doteren van halfgeleiders
harden van metalen
ontsteking van de airbag
vuurwerk (toevoeging; geeft groene kleur)
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
| borax, | Na2B4O5(OH)4.8H2O bleekmiddel voor houtpulp |
| NaBH4 | ||
| BN | |
| borax, | Na2B4O5(OH)4.8H2O |
| Na2B4O5(OH)4.8H2O | |
| B2O3 | ||
| borax, | Na2B4O5(OH)4.8H2O |
| NaBO2 | ||
| LaB6 | |
| TiB2 | |
| borax, | Na2B4O5(OH)4.8H2O | |
| B2O3 | |
| B4C | ||
| (Tb,Ce,Gd,Mg)BO3 | |
| NaBO2 | |
| LiBeB4O7 | |
| boorsilicaten | |
| borax, | Na2B4O5(OH)4.8H2O |
| borazine, B3N3H6 | |
| BN | |
| B4C | |
| BN | |
| Na3BO3 | |
Na2B4O7.10H2O | ||
| TiB2 | |
| BN | ||
| 10BF3 | |
| B4C | |
| BH3 | |
| trimethylaminoboraan, (CH3) 3NBH3 | ||
| NaBH4 | |
| EuB6 | |
| B4C | ||
| B4C | |
| BN | |
| BN | |
| B4C | |
| borax, | Na2B4O5(OH)4.8H2O |
| BN | |
| TiB2 | ||
| B4C | |
| B2O3 | ||
| boraatesters | |
| NaBO2 | |
| borax, | Na2B4O5(OH)4.8H2O |
| B4C | |
| ||