Borium

betekenis & definitie

Borium, in de scheikunde aangeduid door B, is de naam van eene enkelvoudige stof (element), tot de afdeeling der niet-metalen behoorende en door Davy in 1807 uit zijne verbinding met zuurstof vrijgemaakt. In den regel komt het niet anders voor als met zuur­stof verbonden en draagt dan den naam van boorzuur. In het midden der voorgaande eeuw merkte men op, dat dit laatste, ook sassoline genaamd, aanwezig is in warme lagunen en gasbronnen der Toscaansche Maremmen.

Voor ’t overige vindt men het boorzuur in het boraciet en staszfurthiet (boorzure magnésia, ver­bonden met chloormagnésium), in hydroboraciet (waterhoudende, boorzure kalkmagnésia) uit den Caucasus, in borocalciet (boorzure kalk­aarde), en boronatrocalciet (boorzure natron-kalk-aarde). De twee laatstgenoemde zijn wa­terhoudende verbindingen uit het zuiden van Peru. Eindelijk is boorzuur een bestanddeel van eenige silicaten, zooals van axiniet, datoliet, botryoliet, tourmalijn en van sommige topazen.

Het borium werd door Davy door middel van sterke galvanische batterijen en door Thénard en Gay-Lussac door middel van kalium ver­kregen. Gewoonlijk brengt men het voort,

wanneer men watervrij boorzuur en natrium, bedekt met keukenzout, in een tot gloeijen toe verhitte ijzeren kroes op elkander laat werken. Na de reductie van het borium wordt de massa met een ijzeren staafje omgeroerd en in water gebragt, hetwelk meteen weinig zoutzuur is zuur gemaakt, waarna het overblij­vend borium gefiltreerd, gewasschen en op stee­nen gedroogd wordt. Het is een groenachtig-grijs poeder, moeijelijk smeltbaar, smakeloos en in zeer geringe hoeveelheid in zuiver water oplos­baar. Het verbrandt in zuurstof onder het spatten van vonken tot boorzuur. In chloor­gas en zwaveldamp verhit, verbrandt het tot chloor- en zwavel-borium. In een luchtledige ruimte gegloeid, wordt het donkerder van kleur, en in zwavelzuur zinkt het naar den bodem, waarna het niet meer oplost in water

Behalve in dezen amorphen toestand, heeft men in den laatsten tijd door het onderzoek van Wӧhler en Deville het borium ook leeren kennen in de gedaante van groene, weeke, metaalglanzende blaadjes of boorgraphiet, en in die van regelmatige kristallen of boordiamant.

Het boorgraphiet ontstaat, even als het uit het ruw-ijzer kristallisérende graphiet, wanneer men borium met aluminium laat smelten, waarna het verkregen wordt, wanneer men het alumi­nium er uit wegneemt door het in zoutzuur op te lossen. Den boordiamant verkrijgt men door watervrij zuur of amorph borium met aluminium in een koolkroes te smelten. In het aluminium zijn dan eene menigte kris­tallen van borium verspreid, die men afzon­dert door het aluminium op te lossen, waar­toe achtereenvolgend natronloog, kokend zout­zuur en een mengsel van salpeterzuur en vloeispaatzuur worden gebruikt. De boordiamant is kleurloos of kan toevallig geel of granaatrood wezen; hij heeft een sterk lichtbrekend vermogen, een diamantglans, en is althans zoo hard als diamant.

Van de verbindingen van borium is alleen die met zuurstof van eenig belang. Zij geschiedt in slechts ééne bekende verhouding, namelijk in die van twee verbindingsgewigten borium en 3 verbindingsgewigten zuurstof, — alsdan boor­zuur anhydride vormende.

Op overeenkomstige wijze verbindt het zich ook met zwavel, chloor en fluorium. Met stikstof levert het stikstof-borium, dat aan de blaasbuisvlam een groen­achtig wit licht geeft. Voorts kent men nog boorfluorwaterstofzuur.

Het boorzuur, in de apotheek sal sedativum Hombergii genoemd, werd in 1702 door Hom­berg uit het borax verkregen door dit in eene viermaal zoo groote hoeveelheid water op te lossen, warm te filtreren en dan met zout­zuur te ontbinden. Het zuur, dat zich afscheidt, wordt door kristallisatie gezuiverd. Men ver­krijgt dan het boorzuur in parelmoerglanzende blaadjes, als boorzuur met kristalwater verbon­den. Het bevat 44% water en is volkomen gelijk aan het natuurlijk boorzuur uit de Toscaansche Maremmen.

Onder verlies van water kan men het smelten tot een kleurloos glas. Het smaakt eenigzins bitter en zuur en kleurt lakmoespapier wijnrood. Het lost op in 3 deelen warm en 30 deelen koud water, en men kent het aan de groene kleur, die het geeft aan de vlam van wijngeest, waarin het opgelost is. Alleen zijne alkalische zouten zijn oplos­baar in water, maar alle kunnen tot glas wor­den gesmolten en zijn dan gekleurd of onge­kleurd naar den aard van het metaal.

Het boorzuur wordt gebruikt als smelt of vloeimiddel en Ebelman heeft het aangewend tot het verkrijgen van gekristalliseerde stoffen, bepaaldelijk van nagemaakte edelgesteenten. Ook komt het te pas bij het soldéren en als toevoegsel tot de bestanddeelen van glas.

Van zijne zouten is het borax het belang­rijkst, en als delfstof is het boraciet (zie onder dit woord) merkwaardig.

Borax is dubbel-boorzuur natron met water. Het gewoon of prismatisch borax bestaat uit 16 deelen natron, 37 boorzuur en 47 water, — en het octaëdrisch borax uit 21 deelen natron, 48 boorzuur en 31 water. Het ge­woon borax komt sedert onheugelijke tijden uit Opper-Azië, en men ontmoet het in den handel onder den naam van tinkal.

Te voren werd dit laatste in Venetië ge­raffineerd, weshalve zuiver borax den naam droeg van Venetiaansch borax. Later werd die tak van nijverheid naar ons Vaderland, en van hier naar Frankrijk en elders overgebragt. Bij de zuivering wordt in de eerste plaats de vetachtige zelfstandigheid met natron ot kalk verwijderd. Daarna worden de kristal­len met 12% gekristalliseerde soda in kokend water opgelost, waarna de oplossing op 10 tot 11° B. gebragt en in kegelvormige vaten ter kristallisatie gegoten wordt.

Het borax, uit tinkal verkregen, is beter geschikt tot soldéren dan het gewone, daar het rustig smelt en niet wegspat of wegbrok­kelt. Wanneer men echter aan gewoon borax bij het smelten eenig tinkal toevoegt, wordt het even goed.

Tot bereiding van borax heeft Hayes inmiddels in Peru eene nieuwe grondstof ont­dekt, namelijk den zuren boorzuren kalk, die er in onregelmatige, ronde klompen voor­komt.

Het kunstmatig borax, dat het natuurlijke geheel en al verdrongen heeft, omdat het tot veel geringer prijs te bekomen is, wordt be­reid uit boorzuur, dat de Toscaansche fumarolen opleveren, namelijk door dit te neutrali­seren met koolzuur natron. Bij de neutrali­satie ontwijkt ammonia, dat het ruwe boor­zuur bevatte en men leidt dit laatste in zwavel­zuur.

De kristallisatie vereischt 16—28 dagen en houdt op, zoodra de temperatuur gedaald is tot 34° C. Alsdan droogt men de kristallen met eene spons af en men laat ze zeer lang­zaam afkoelen. Het octaëdrisch borax kris­talliseert uit eene geconcentreerde oplossing bij een hoogen warmtegraad.

Anders is de methode van Sautter. Deze verwarmt 38 deelen boorzuurpoeder met 45 deelen sodapoeder gedurende 1 of 1% etmaal tot eene hitte van 40°—60° C. De zuiverheid van dit zout hangt af van die van het boor­zuur, maar het bezit voor 't overige alle eigenschappen van het borax. Het watervrije borax neemt vochtigheid op en verliest dan door gedeeltelijke kristallisatie zijne doorzigtigheid. Het borax wordt door de meeste zuren ontleed; vermengt men eene verzadigde op­lossing met zoutzuur, dan kristalliseert hieruit na de afkoeling zuiver boorzuur in een schoonen vorm. Borax smaakt alkalisch en reageert zwak-alkalisch.

Het werd door Berzelius als een zuur zout aangemerkt, omdat het, met koolzuur natron gesmolten, koolzuur afscheidt.

Tinkal en gewoon borax kristalliséren in rhombische zuilen, die zich door afstomping der kanten als achtzijdige zuilen vertoonen. Bevatten zij koolzuur natron, dan verweeren zij en hunne oppervlakte wordt wit. Borax heeft de hardheid van gips, een soortelijk gewigt van 1,5 tot 1,7 en een zilten-loogachtigen smaak. Het is schelpachtig van breuk, lost zich op in 2 deelen kokend en 12 deelen koud water, maar niet in alkohol. Het smelt bij eene geringe verwarming in zijn kristal­water; bij verdere verwarming vormt het eene witte, poreuse, ondoorzigtige massa (gecal­cineerd borax) en eindelijk bij aanzienlijke hitte kleurloos, taai-vloeibaar glas.

Het borax-glas staat als zuur zout zijn overmaat van zuur aan aarden en metaaloxyden af en lost deze op door met hen tot glas zamen te smelten. Daar vele van deze glassoorten eene eigen­aardige kleur hebben, dient het in de schei­kunde tot een belangrijk blaasbuis-reagens. Het geeft bijvoorbeeld met kobaltoxydule blaauw, met chroom-oxyde smaragdgroen, met koper-oxyde groen, met mangaan-oxyde paars en met ijzer- en nikkel-oxyde rood glas. Voorts is het van belang bij het soldéren, daar het de oxyde van de oppervlakte der metalen weg­neemt, en het dient ook tot toevoegsel bij het vervaardigen van fijne glassoorten, ja, zelfs bij het smelten van goud, om hieraan eene lichtere kleur te verschaffen; omdat het vooral bij het soldéren van goud gebruikt werd, noemde men het weleer chrysocolla. Ook wordt het aangewend door zijde-ververs, katoendrukkers, tot zuivering van vuil linnen, en in de geneeskunst.

Merkwaardig is het verzamelen van boor­zuur in Toscane. Ten zuiden van Volterra vindt men het gebied der boorzuurbronnen, dat 8 geogr. mijlen lang en 5 breed is. Zij komen er uit jaspis en uit kalk- en mergel-achtige secundaire en tertiaire gesteenten te voorschijn. In het water dier warme bronnen vindt men vrij boorzuur, boorzuur ammonia, boor- en zwavelzure aluin-aarde, zwavelzuren kalk en andere zouten, die door de werking van vrij boorzuur en zwavelzuur op de ge­steenten ontstaan. Die bronnen waren reeds in de Oudheid bekend en zij zijn in de verte kenbaar aan de daaruit oprijzende dampkolommen. In hare nabijheid schijnt het water uit den grond op te borrelen, en een dikke walm met een bedwelmenden zwavelreuk ver­vult er den dampkring.

Daar onderstelde men voorheen de poorten der Onderwereld. In 1776 werd er het eerst de aanwezigheid van boor­zuur door Höfer ontdekt. Niet lang daarna deed Mascagni er eene poging om borax te verkrijgen, maar eerst in 1817 gelukte het Larderel, een Franschman, om door het aan­wenden der heete dampen tot het bezwan­geren van kunstmatig aangelegde lagunen en door het concentréren der loog het boorzuur in aanzienlijke hoeveelheden te verkrijgen. Boven onderscheidene belangrijke damp-bronnen zijn waterdigte bassins gemetseld en deze, terrasvormig aangelegd, zijn door buizen met elkander verbonden. Het water in die bas­sins wordt met boorzuur-damp verzadigd en tevens verwarmd, zoodat het gedeeltelijk ver­dampt, — het komt voorts in looden verdampingsbakken, waar de oplossing meer en meer geconcentreerd wordt en vervolgens in het kristallisatie-vat loopt, waar het boorzuur zich in den vorm van kristallen afscheidt.

Veertig jaren geleden werden reeds op die wijze door verdamping van 80 millioen Ned. pond water niet minder dan 825000 Ned. pond boorzuur verkregen, hetwelk tot bereiding van borax werd gebruikt. Men heeft een groot aantal dergelijke inrigtingen.

Over het ontstaan van het boorzuur in die streken verschillen de gevoelens der aard­kundigen. Volgens sommigen is in de daar aanwezige rotsen zwavel-borium voorhanden, dat bij zijne verbinding met water in zwa­velwaterstof en boorzuur verandert, en vol­gens anderen vindt men er groote hoeveelhe­den stikstof-borium, hetwelk door de werking van warme dampen ammonia en boorzuur le­vert. Voor beide meeningen is veel te zeggen.