Boro (B) ed acqua

In che modo ed in quale forme il boro reagisce con l'acqua?

In condizioni normali il boro non reagisce con l'acqua, ma ciò può avvenire per i suoi composti. Per esempio il tetrafluoruro di boro  etile etere complesso reagisce con l'acqua, formando dietil etere BF3, e rilasciando alcuni gas infiammabili. Alcuni composti di boro, come lo ioduro do boro, sono idrolizzati in acqua.

Solubilità del boro e dei composti di boro

I sali di boro sono generalmente solubili in acqua. L'acido borico ha una solubilità in acqua di 57 g/L, la borax di 25.2 g7L, ed il triossido di boro di 22 g/L. Il trifluoruro di boro è il composto di boro meno solubile in acqua, con una solubilità pari a 2.4 g/L. Alcuni composti di boro, come il nitrito di boro sono totalmente insolubili in acqua.

Perchè il boro è presente nell'acqua?

I minerali più abbondanti contenenti boro sono chernite, borax, ulterite e colemanite. Può anche essere trovato nell'ardesia e nelle formazioni rocciose ricche di creta. I suoli con aria scarsa contengono concentrazioni di boro tra circa 5 e 80 ppm. I luoghi ricchi di boro, come le fumarole, contengono acido borico, borati e minerali di boro. Il grado di legame nei confronti dei minerali argillosi è principalmente dipendente dal pH. Il boro è rilasciato da rocce e terreni attraverso l'erosione, e successivamente finisce nell'acqua.
L'elemento puro è raramente usato in industria, ad eccezione per la produzione del boro metallico, oppure per migliorare la conduttività dell'alluminio.
I boridi metallici sono processati per esempio in turbine, alimentazione di razzi, contenitori per reazioni ad alta temperatura, ed elettrodi. La durezza del boro viene aumentata aggiungendo boro.
Il sodio perborato è usato come agente candeggiante nei detersivi, che può eventualmente andare a formare i borati, che danneggiano direttamente le piante acquatiche. I borati sono usato come addolcitori per acqua. Altri composti di boro sono usati nel vetro, fibra di vetro, produzione di ceramica e porcellana. Il vetro è più duro e resistente al calore quando viene aggiunto boro, e le fibre di vetro sono usate come isolamento. Composti di boro si possono trovare anche in prodotti per la pulizia, batterie, preservativi illegali e gocce per gli occhi. I composti più importanti a questo proposito sono la borace, l'ossido di boro e l'acido borico. L'acido borico e la borace vengono aggiunti in grande quantità a fertilizzanti e pesticidi. L'elemento è presente anche nell'impregnamento e nei preservativi del legno. E usato come abrasivo come carburo e nitruro di boro.
Il boro ha una funzione speciale nella matrice dei polimetri. E' usato per regolare i reattori nucleari e come agente raffreddante in situazioni pericolose. Inoltre assorbe i neutroni nel guscio del reattore.
Il boro spesso finisce nel terreno e nell'acqua attraverso le discariche domestiche, quando non sono adeguatamente isolate. Serve come composto indicatore tipico che indica la presenza di altre sostanze pericolose.

Quali sono gli effetti ambientali del boro in acqua?

Il boro è un elemento della dieta di molti organismi, e gioca un ruolo importante nella mitosi. Questo vale per le alghe verdi ed alcune altre specie di piante. Deficienza di boro causa problemi di crescita e difficoltà nella metabolizzazione del cibo. Il composto di boro assorbito è per la maggior parte acido borico. Le piante contengono 30-75 ppm di boro (massa secca), l'effetto tossico ha inizio a concentrazioni superiori ai 100 ppm, che possono anche fermare la crescita delle piante. Le varie specie di erba tollerano concentrazioni di boro nel terreno anche relativamente elevate, ma le specie di pini sono piuttosto sensibili. E' comunque vero che gli alberi hanno bisogno di elevate quantità di boro se confrontati con altre specie di piante. Una concentrazione di boro tollerabile è di circa 25 ppm.
Elevate concentrazioni di boro nell'acqua possono essere nocive per alcune specie di pesci, in particolare concentrazioni di circa 10-300 mg/L. Il borato è maggiormente pericoloso per le piante acquatiche.
Il boro non è necessario nella dieta dei vertebrati.
L'acido borico è debolmente velenoso nell'acqua, ma gli alogeni di boro sono fortemente pericolosi nell'acqua. Il boro è mediamente mobile e si trasforma lentamente. Si può quindi diffondere rapidamente attraverso l'acqua.
Il boro consiste in due isotopi stabili e 14 instabili.

Quali sono gli effetti del boro sulla salute?

Il corpo umano contiene circa 0.7 ppm di boro, un elemento che è considerato un elemento necessario per la dieta. Comunque assorbiamo tale elemento principalmente attraverso il cibo, in quanto si tratta di un elemento necessario nella dieta delle piante. L'assunzione giornaliera è di circa 2 mg. La quantità di boro presente in frutta e verdura non supera i limiti di tossicità.
Una assunzione giornaliera di 5 mg di acido borico è sicuramente negativa per gli esseri umani, e causa nausea, vomito, diarrea e coagulazione del sangue. Quantità superiori ai 20 mg mettono in pericolo la vita. L'acido borico irrita la pelle e gli occhi, il contatto della pelle con il trifluiruro di boro può causare corrosione.
Esiste una possibile correlazione tra la quantità di boro in suolo ed acqua ed i casi di artrite tra le persone.
Sia l'acido borico che la borace sono usati in medicina in certe quantità. Alcuni neutroni assorbenti caratteristici del boro sono usati nel trattamento del tumore al cervello (terapia di cattura a boro).

Quali tecnologie per la depurazione si usano per rimuovere il boro dall'acqua?

Il boro si forma naturalmente principalmente come acido borico e sali di boro. L'acido borico può essere usato tramite scambio ionico, ma molto lentamente, grazie alla sua somiglianza ai silicati.

Bibiliografia e altri elementi e loro interazione con l'acqua