6.2. Ácido bórico |
  
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6.2. Ácido bórico |
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INTRODUCCIÓN
Este oxoácido es moderadamente soluble en agua, aumentando la solubilidad en agua caliente. En disolución acuosa se comporta como ácido monoprótico débil, lo cual es debido al fuerte carácter aceptor electrónico del boro (como consecuencia de su déficit electrónico).
El H3BO3 no se ioniza como es norma general, sino que acepta grupos OH- del agua:
B(OH)3 + 2H2O ↔ B(OH)4- + H3O+
El ácido bórico forma ésteres fácilmente con alcoholes, y sobre todo con polialcoholes con grupos OH próximos, lo que hace que aumente su acidez. En este caso sigue actuando como monoprótico debido a la reacción:
Se obtiene un ciclo tetraédrico estable en el que el boro completa su octete, y se emite un protón que pertenece a un grupo OH del alcohol.
Al ser el ácido bórico un ácido débil, es desplazado de sus sales (boratos) por acción de un ácido fuerte como es el ácido sulfúrico. Por ello, el método de síntesis que emplearemos se basa en una reacción de desplazamiento mediante la cual se obtiene ácido bórico por tratamiento de un borato con un ácido fuerte
El H3BO3 tiene carácter antiséptico y bactericida suave, por ello aparece en la composición de diferentes preparados farmacéuticos. También tiene otros usos, como retardador de la llama en material celulósico y, en estado fundido, para la limpieza de metales antes de ser soldados.
PARTE EXPERIMENTAL
Material
Vaso de precipitados de 100mL Embudo büchner
Probeta pequeña Matraz kitasato
Varilla de vidrio Erlenmeyer de 250 c.c.
Embudo de vidrio Bureta
Triangulo de tierra de pipa Cápsula de porcelana
Trípode Cristalizador
Reactivos
Na2B4O5(OH)4·8H2O (bórax) Ácido sulfúrico concentrado
Ácido sulfúrico 2M Etanol
Glicerina Disolución valorada de NaOH 1M
Fenolftaleína
SÍNTESIS
15 g de bórax se colocan en un vaso de precipitados de 100 mL y se añaden 30 mL de agua. El bórax se disuelve mal en frío, por lo que hay que calentar casi hasta ebullición hasta conseguir la disolución total. A lo largo del calentamiento, agitar continuamente con la varilla de vidrio.
Una vez disuelto se filtra, en caliente, por filtro de pliegues sobre un cristalizador, y en caliente se añaden lentamente y con la probeta 25 mL de ácido sulfúrico 2M, agitando continuamente con la varilla de vidrio, con lo que precipitará el ácido bórico, que se separa por filtración a vacío en un Büchner, se lava con agua y se deja secar sobre papel de filtro.
CUESTIONES
1.Describir el aspecto del producto obtenido.
2.Formular la reacción correspondiente al proceso de síntesis
3.Calcular el rendimiento.
4.Teniendo en cuenta que el reactivo limitante es el suministrado en una cantidad menor a la requerida por la relación estequiométrica, ¿cuál es el reactivo limitante en esta síntesis?.
ENSAYO
Pesar 0,5 g de ácido bórico, introducirlo en una cápsula de porcelana, añadir 2 mL de ácido sulfúrico conc. y mezclarlo todo bien con la varilla de vidrio; añadir 3 mL de etanol, calentar la cápsula suavemente hasta que se inflamen espontáneamente los vapores desprendidos.
Explicar los hechos observados, formulando la reacción correspondiente e indicar el papel que ejerce el ácido sulfúrico.
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE ÁCIDO BÓRICO.
En un erlenmeyer de 250 cc se pone 0,5 g de ácido bórico y se añaden 12 mL de agua y 12 mL de glicerina. Se calienta suavemente hasta conseguir la disolución total, se deja enfriar y se añaden 1 ó 2 gotas de fenolftaleína. La disolución se valora con NaOH 1M hasta viraje a rosa débil.
CUESTIONES
1. Indicar las reacciones que se han producido.
2. ¿Qué papel ejerce en la valoración la glicerina? ¿Por qué se utiliza la fenolftaleina como indicador?
3. Calcular la riqueza (% en peso) de ácido bórico. Teniendo en cuenta la riqueza, efectuar la corrección correspondiente en el cálculo del rendimiento obtenido anteriormente.