بوراکس چیست و چه کاربردی دارد؟

گاهی اوقات مواد شیمیایی به ظاهر ساده، نقش‌های شگفت‌انگیزی در صنایع مختلف یا زندگی روزمره ما ایفا می‌کنند. این ترکیبات گاهی در پس فعالیت‌های خانگی پنهان می‌شوند، گاهی در تولید محصولات پیچیده به کار می‌روند و حتی ردپایشان به تاریخچه طولانی تمدن‌های بشری می‌رسد. در این میان، برخی از این مواد به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردشان، توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند و سوالات متعددی را درباره ماهیت و عملکردشان برانگیخته‌اند.

امروز در مجله شیمی داکس قصد داریم به این پرسش مهم پاسخ دهیم که بوراکس چیست و چه کاربردی دارد؟ اگر شما هم تا به حال نام این ماده شیمیایی را شنیده‌اید اما اطلاعات دقیقی از آن ندارید یا کنجکاو هستید بدانید چرا بوراکس تا این حد در حوزه مواد شیمیایی مورد توجه قرار گرفته، تا پایان این مقاله همراه ما باشید تا به زوایای مختلف این ترکیب جالب آشنا شویم.

بوراکس چیست؟

سدیم بورات یا بوراکس (Borax) یک ماده معدنی طبیعی با فرمول شیمیایی Na₂B₄O₇·10H₂O است که به عنوان نمک اسید بوریک شناخته می‌شود. این ترکیب به شکل بلورهای سفید یا خاکستری روشن در طبیعت یافت می‌شود و عمدتاً از تبخیر آب دریاچه‌های نمکی یا معادن خاص استخراج می‌گردد. بوراکس از دیرباز در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان شناسایی شده و به دلیل ترکیب منحصر به فردش از بور، سدیم، اکسیژن و آب، خواص شیمیایی و فیزیکی ویژه‌ای دارد که آن را به مادهای پرکاربرد تبدیل کرده است.

جالبه بدانید که این ماده برای اولین بار در قرن هشتم میلادی در چین و خاورمیانه شناسایی شد و به عنوان یک ماده ی ارزشمند در صنعت شیشه‌سازی و طلاسازی مورد استفاده قرار گرفت. در قرون وسطی، تجار ونیزی بوراکس را از معادن تبت و ایران به اروپا وارد می‌کردند و از آن برای تولید لعاب و مواد شوینده استفاده می‌شد.

انواع بوراکس

ما در شیمی داکس دسته‌بندی بوراکس بر اساس ساختار شیمیایی و میزان آب تبلور (هیدراته بودن) آن انجام دادیم.

1. بوراکس دکاهیدرات (Borax Decahydrate): این نوع بوراکس رایج‌ترین فرم بوراکس است و با فرمول شیمیایی Na₂B₄O₇·10H₂O شناخته می‌شود. به دلیل داشتن ۱۰ مولکول آب در ساختارش، به آن دکاهیدرات می‌گویند. این نوع بوراکس به شکل بلورهای سفید یا شفاف در طبیعت یافت می‌شود و در صنایع شوینده، شیشه‌سازی و کشاورزی کاربرد گسترده‌ای دارد.
2. بوراکس پنتاهیدرات (Borax Pentahydrate): این نوع بوراکس دارای ۵ مولکول آب در ساختار خود است و فرمول شیمیایی آن Na₂B₄O₇·5H₂O می‌باشد. بوراکس پنتاهیدرات معمولاً در تولید مواد شیمیایی خاص و به عنوان ماده اولیه در برخی فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود.
3. بوراکس انیدروس (Anhydrous Borax): این نوع بوراکس فاقد آب تبلور است و فرمول شیمیایی آن Na₂B₄O₇ می‌باشد. بوراکس انیدروس به دلیل نداشتن آب، در دماهای بالا پایدار است و در صنایعی مانند تولید سرامیک، لعاب و عایق‌های حرارتی کاربرد دارد.
4. بوراکس تترابورات سدیم (Sodium Tetraborate): این نوع بوراکس به صورت خالص‌تر و بدون ناخالصی‌های معدنی استخراج می‌شود و در صنایع دارویی و آزمایشگاهی کاربرد دارد. این فرم از بوراکس معمولاً برای تولید مواد شیمیایی با خلوص بالا استفاده می‌شود.
5. بوراکس طبیعی (Natural Borax): این نوع بوراکس مستقیماً از معادن استخراج می‌شود و ممکن است حاوی ناخالصی‌های معدنی باشد. بوراکس طبیعی معمولاً در مصارف صنعتی و کشاورزی به کار می‌رود و به دلیل قیمت پایین‌تر، گزینه اقتصادی‌تری محسوب می‌شود.

کاربردهای بوراکس

تا اینجای این مطلب تا حدودی با کاربردهای بوراکس آشنا شدید. در ادامه مهم ترین کاربردهای بوراکس را بصورت مختصر برای شما عزیزان ارائه می‌دهیم.

۱. ساخت مواد شوینده و پاک‌کننده‌ها

بوراکس به دلیل خاصیت قلیایی و توانایی حذف چربی و لکه، یکی از ترکیبات اصلی در تولید مواد شوینده، پودرهای لباسشویی و مایع‌های ظرفشویی است. این ماده با نرم کردن آب سخت، عملکرد شوینده‌ها را بهبود می‌بخشد و به عنوان یک ضدعفونی‌کننده طبیعی نیز عمل می‌کند. از بوراکس در ساخت صابون‌های خانگی و پاک‌کننده‌های چندمنظوره نیز استفاده می‌شود.

۲. تولید شیشه و سرامیک

در صنایع شیشه‌سازی، بوراکس برای کاهش نقطه ذوب سیلیس و افزایش مقاومت حرارتی شیشه به کار می‌رود. شیشه‌های بوروسیلیکاتی (مانند پیرکس) که در برابر حرارت و شوک‌های دمایی مقاوم هستند، با استفاده از بوراکس تولید می‌شوند. در صنعت سرامیک و لعاب نیز بوراکس به عنوان یک ماده ذوب‌آور (Flux) برای ایجاد سطح صاف و براق استفاده می‌شود.

۳. کشاورزی و تأمین بور خاک

بوراکس منبع مهمی از عنصر بور است که برای رشد گیاهان ضروری است. در کشاورزی، از محلول رقیق‌شده بوراکس برای جبران کمبود بور در خاک استفاده می‌شود. این ماده به رشد ریشه، تشکیل گل و میوه کمک می‌کند، اما باید با دوز دقیق مصرف شود، زیرا مقدار زیاد آن برای گیاهان سمی است.

۴. ساخت اسلایم

بوراکس به عنوان یک عامل اکتیواتور در ساخت اسلایم استفاده می‌شود. وقتی بوراکس با چسب (حاوی پلی وینیل الکل) مخلوط می‌شود، واکنشی شیمیایی ایجاد می‌کند که باعث اتصال مولکول‌ها و تشکیل ساختار ژله‌ای اسلایم می‌شود. با این حال، استفاده از بوراکس برای کودکان باید تحت نظارت بزرگسالان باشد، زیرا تماس مستقیم با پوست حساس ممکن است باعث تحریک شود.

۵. کاربردهای بهداشتی

برخی منابع غیرعلمی از بوراکس برای شستشوی واژن یا درمان عفونت‌های قارچی نام می‌برند، اما این استفاده به شدت مورد بحث است! بوراکس می‌تواند باعث تحریک غشاهای مخاطی، خشکی و حتی اختلال در pH طبیعی واژن شود. سازمان‌های بهداشتی مانند FDA استفاده از بوراکس برای نواحی حساس بدن را تایید نکرده‌اند و توصیه می‌شود برای چنین مواردی حتماً با پزشک مشورت شود.

۶. صنعت متالورژی و جوشکاری

در صنایع فلزی، بوراکس به عنوان فلوکس (مواد گدازآور) استفاده می‌شود. این ماده با کاهش اکسیدهای فلزی روی سطح فلزات، تمیز کردن و اتصال بهتر فلزات در فرآیندهای جوشکاری یا لحیم‌کاری را امکان‌پذیر می‌کند.

۷. تولید عایق‌های حرارتی

بوراکس در ترکیب با سلولز یا دیگر مواد، برای تولید عایق‌های ضدحریق در دیوارها و سقف ساختمان‌ها استفاده می‌شود. این ماده با آزاد کردن آب تبلور خود در دمای بالا، به خاموش کردن آتش کمک می‌کند.

۸. حشره‌کش و ضد قارچ

بوراکس به عنوان یک سم طبیعی برای کنترل آفات مانند سوسک‌ها، مورچه‌ها و مایت‌ها استفاده می‌شود. همچنین در ترکیب برخی پودرهای ضد قارچ برای جلوگیری از رشد کپک روی چوب یا پارچه به کار می‌رود.

خطرات و عوارض سدیم بورات

همان طور که گفتیم، بوراکس یک ماده شیمیایی است که در صورت استفاده نادرست می‌تواند خطراتی برای سلامتی ایجاد کند. تماس مستقیم با بوراکس ممکن است باعث تحریک پوست، التهاب چشم‌ها و سوزش مجاری تنفسی شود. بلعیدن آن نیز خطرناک است و می‌تواند منجر به مسمومیت، درد شکم، تهوع و در موارد شدید، آسیب به کلیه‌ها و کبد شود. استنشاق طولانی‌مدت پودر بوراکس نیز ممکن است باعث مشکلات تنفسی شود. برای کودکان و حیوانات خانگی، بوراکس می‌تواند بسیار سمی باشد، بنابراین باید از دسترس آن‌ها دور نگه داشته شود.

شرایط ایمنی و نگهداری (MSDS)

برای نگهداری ایمن بوراکس، آن را در یک ظرف درب‌دار و در محیطی خنک، خشک و دور از نور مستقیم خورشید قرار دهید. از تماس بوراکس با مواد اسیدی یا اکسیدکننده‌های قوی خودداری کنید، زیرا ممکن است واکنش‌های خطرناکی ایجاد شود. هنگام کار با بوراکس، از دستکش، عینک محافظ و ماسک تنفسی استفاده کنید تا از تماس با پوست، چشم‌ها و مجاری تنفسی جلوگیری شود. در صورت تماس تصادفی، ناحیه‌ی آسیب‌دیده را با آب فراوان شستشو دهید و در صورت بلع یا استنشاق، فوراً به پزشک مراجعه کنید.

فرایند تولید بوراکس

فرآیند تولید بوراکس به طور کلی شامل استخراج از معادن و تصفیه مواد معدنی حاوی بور است. در زیر مراحل اصلی تولید بوراکس به صورت ساده و خلاصه برای شما عزیزان توضیح دادیم.

1. استخراج مواد معدنی حاوی بور: بوراکس عمدتاً از معادن بورات مانند کولمانیت (Colemanite)، اوره‌کایت (Ulexite) و تینکال (Tincal) استخراج می‌شود. این مواد معدنی در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان مانند ترکیه، ایالات متحده (کالیفرنیا و نوادا) و شیلی یافت می‌شوند. استخراج معمولاً به روش‌های روباز یا زیرزمینی انجام می‌شود.
2. خردایش و آسیاب کردن: مواد معدنی استخراج‌شده پس از انتقال به کارخانه، ابتدا خرد و آسیاب می‌شوند تا به ذرات ریز تبدیل شوند. این مرحله به افزایش سطح تماس مواد برای فرآیندهای شیمیایی بعدی کمک می‌کند.
3. انحلال در آب: مواد خرد‌شده در آب داغ حل می‌شوند تا ترکیبات بورات موجود در آن‌ها استخراج شود. این مرحله معمولاً در مخازن بزرگ و تحت دما و فشار کنترل‌شده انجام می‌گیرد.
4. فیلتراسیون و جداسازی ناخالصی‌ها: پس از انحلال، محلول حاصل از طریق فیلتراسیون تصفیه می‌شود تا ناخالصی‌های جامد مانند خاک و سنگ‌ها از آن جدا شوند. این مرحله باعث افزایش خلوص بوراکس می‌شود.
5. تبلور و خشک‌کردن: محلول تصفیه‌شده در برج‌های خنک‌کننده یا مخازن تبلور قرار می‌گیرد تا بوراکس به شکل بلورهای جامد تشکیل شود. سپس بلورها از محلول جدا شده و در خشک‌کن‌های صنعتی خشک می‌شوند تا رطوبت اضافی آن‌ها از بین برود.
6. بسته‌بندی و عرضه: بلورهای خشک‌شده بوراکس به شکل پودر یا دانه‌های ریز در می‌آیند و در بسته‌بندی‌های مناسب برای مصارف صنعتی، کشاورزی یا خانگی عرضه می‌شوند.