تهیه بوریک اسید خالص از بوراکس و بهینه‌سازی شرایط واکنش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی - پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

2 پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

3 پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران

چکیده

بوریک اسید یکی از موثرترین کاتالیزورهای سبز در تهیه آمیدها، برمیناسیون، سولفورزدایی و بسیاری واکنش‌های آلی است که بخش عمده نقش خود را از طریق تشکیل کمپلکس و آب‌زدایی ایفاء می‌کند. کاربرد بوریک اسید در صنایع شیشه، سرامیک، و دارویی و حشره‌کش‌ها غیر قابل اغماض است. ضمنا متداول‌ترین سم نوترونی مورد استفاده به‌عنوان محافظ پرتویی در پایگاه‌های هسته‌ای می‌باشد. وجود معدن فعال بوراکس، ماده اولیه برای تهیه بوریک اسید با کاربردهای فراوان، در ایران از یک سو و مشکلات ناشی از تحریم برای واردات بوراکس و بوریک اسید از سوی دیگر انگیزه پیشبرد پروژه حاضر شد. در این پژوهش کاربردی، پس از مطالعه روش‌های مطرح تهیه بوریک اسید، از اثر سولفوریک اسید بر بوراکس برای تهیه بوریک اسید استفاده شد. روش سنجش کمی و نیز کیفی بوریک اسید (تیتراسیون بوریک اسید توسط سدیم هیدروکسید استاندارد در حضور مانیتول به عنوان عامل کمپلکس‌دهنده برای افزایش قدرت اسیدی بوریک اسید) مورد مطالعه قرار گرفته و برای این پروژه بهینه شد. آزمایش‌های اولیه مورد نیاز برای بررسی شرایط گوناگون واکنش، شامل نحوه افزایش اسید، اثر سدیم سولفات، تبلور و رسوب‌گیری (اعم از تک‌مرحله‌ای و دومرحله‌ای) انجام شد. بر اساس نتایج حاصل (با استفاده از روش طراحی آزمایش و در نظر گرفتن جرم بوریک اسید به‌دست آمده به‌عنوان پاسخ) بهترین شرایط برای دست‌یابی به بیش‌ترین بازده عبارتند از: نسبت بوراکس به سولفوریک اسید برابر با 1 به 2/1، دمای واکنش C ˚ 98-95 و زمان واکنش برابر با 3 ساعت. بازده تولید بوریک اسید حدود 99% محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها