Borax


Borax
Borax
Cristaux de borax
Cristaux de borax
Général
Nom IUPAC tétraborate de sodium
No CAS 1303-96-4 (•10H2O)
12179-04-3 (•5H2O)
No E E285
Apparence cristaux blancs ou poudre cristalline. (décahydrate)[1]
Propriétés chimiques
Formule brute H20B4Na2O17Na2B4O7•10H2O
Masse molaire[2] 381,372 ± 0,035 g·mol-1
H 5,29 %, B 11,34 %, Na 12,06 %, O 71,32 %,
Propriétés physiques
T° fusion 75 °C (décahydrate)[1]
T° ébullition 320 °C (décahydrate)[1]
Solubilité dans l'eau à 20 °C : 51 g·l-1 (décahydrate)[1]
Masse volumique 1,7 g·cm-3 (décahydrate)[1]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Toxique
T
Phrases R : 60, 61,
Phrases S : 45, 53,
SIMDUT[3]
D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques
D2B,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le borax est une espèce minérale de formule (Na2B4O7•10H2O). C'est un minerai de bore appelé aussi tétraborate de sodium décahydraté ou borate de sodium.

Sommaire

Inventeur et étymologie

Connu depuis l'antiquité le mot vient de l'arabe bawraq ou du persan boûraq (blanc - brillant)[4], Le borax est un sel inodore et incolore, qui se présente sous forme de paillettes ou de poudre. Il peut être irritant.

Origine géologique

Le minerai de borax se trouve généralement à l'emplacement d’anciens lacs asséchés (où l'eau s'est évaporée).

Histoire

Il a été utilisé dès le Moyen Âge, où il était importé du Tibet[5] et connu sous des noms tels que tincar, tinckal[6], ou encore Chrysocolla[5], et arrivait en Europe par la route de la soie.

Usages

Fabrication du bore

Le borax est le minerai du bore. Il sert de départ à la fabrication de l'acide borique et du perborate de sodium.

Industrie du verre

Le borax entre dans la composition des verres borosilicates (comme le Pyrex) où sa propriété de fondant permet d'abaisser la température de fusion et de limiter la consommation de combustible (en 1995, un quart de la consommation mondiale de bore était absorbée par l'industrie du verre[7]).

Il est également employé pour la décoration des porcelaines, où il augmente la fluidité des émaux.

Métallurgie

Les alchimistes se servaient déjà du borax[6] comme flux dans la fusion et la soudure des métaux. Il est encore utilisé comme tel par les artisans chaudronniers pour les brasures dites « à la forge » où il évite de chauffer trop le fer ou l'acier soudé et évite l'oxydation au sein de la soudure.

Outre le fait que le borax soit un fondant pour les laitiers, sa mouillabilité et sa réactivité sont exceptionnelles[5].. Lors de la forge, saupoudrer la pièce de borax permet la formation d'un film protecteur qui s'étale sur la surface, va absorber les scories et éviter la formation d'oxydes. Son rôle est essentiel lors de la forge des lames de Damas, où il réduit la quantité d'oxydes emprisonnés au soudage de deux feuilles[5].

Cette remarquable propriété, mal expliquée à l'époque, a contribué à donner une dimension mystérieuse au savoir-faire du forgeron. Sa grande solubilité dans l'eau ne permet cependant plus de le retrouver sur les sites de forge ou de fours: on ne peut prouver son utilisation que par analyse métallurgique des aciers.

Sa propriété de fondant présente cependant l'inconvénient de dégrader les matériaux réfractaires des fours[5].

Industrie nucléaire

Le bore (sous forme de « bore-10 ») est utilisé dans les réacteurs nucléaires comme absorbant neutronique sous forme liquide (mélangé à l'eau du circuit primaire) ou solide (poison consommable).

Sous sa forme liquide l'exploitant dose l'acide borique afin d'obtenir le bilan neutronique voullu (contrôle de la réaction nucléaire). En outre les réservoir d'eau des injections de sécurité sont aussi fortement « borées » afin de d'étouffer la réaction nucléaire en cas accident[8].

Biocide

En tant qu'insecticide, on le mélange avec du sucre-glace à parties égales, sous forme de poudre blanche vendue en pharmacie, afin d'attirer blattes (ou cafards) dont le système nerveux sera progressivement détruit. Dans le cas des rongeurs (rats, souris,...), ajouter une partie de plâtre au mélange, qui sera toujours placé dans un endroit chaud et sombre.

L'utilisation en tant qu'insecticide est également faite avec les charpentes en bois : dilué dans l'eau, le borax pénètre dans le bois et permet un traitement économique contre les insectes xylophages.

Le borax est reconnu comme un bon détergent et antiseptique.

Autres utilisations

Le borax entre dans la fabrication d'engrais, de savon,... On le retrouve aussi dans les composants électroniques ou le liquide de transmission.

On l'utilisait autrefois aussi en chimie analytique qualitative pour identifier les ions présents dans une solution : en humectant un peu de poudre de borax avec une goutte de solution au moyen d'une oese de platine et en portant le tout dans une flamme air-méthane, on formait une masse pseudo-vitreuse ("la perle au borax") dont la couleur orientait l'analyste sur la composition de la solution.

Les qualités ignifuges du borax sont recherchées dans le traitement des isolants naturels, comme par exemple la ouate de cellulose. Dilué dans l'eau, le sel de bore pénétre bien dans le bois et ne s'évapore pas. C'est un retardateur de flamme couramment utilisé aux États-Unis[7].

Gisements et extraction

Historiquement, les premiers gisements connus et exploités sont ceux du Tibet. Le borax venait aussi de la Turquie, où il est encore extrait. D'autres gisements, en Iran et en Égypte sont toujours exploités.

L'essentiel de l'approvisionnement moderne vient du continent américain : on en a découvert en 1875 dans la Vallée de la mort en Californie, aux États-Unis. Actuellement, cet État assure un peu moins de la moitié de la production mondiale de borax. Un musée lui est consacré dans la Vallée de la mort.

Il existe aussi de nombreux gisements en Bolivie, dans le sud de l'Altiplano, au Mexique et en Argentine.

L'extraction du minerai se fait après broyage. L'ensemble est mis en présence d'eau à ébullition. Le borax passe en solution et est ainsi séparé de la gangue insoluble. Il est récupéré par évaporation de l'eau, cristallisation avec 5 (pentahydraté) ou 10 (décahydraté) molécules d'eau puis centrifugation. Les produits sont ensuite séchés dans des fours tournants.

Toxicité, écotoxicité, précautions à prendre

Parfois recommandé dans les recettes-maison, il s'agit néanmoins d'un agent chimique nocif, à manipuler avec des protections.

Le borax peut entrainer nausées, irritations cutanées, essoufflements, maux de tête et de graves lésions des organes en cas d'empoisonnement sévère[9].

Depuis le 6 novembre 2008 les sels de bore sont classés toxiques pour la reproduction (catégorie 2) par la règlementation européenne et, comme tels, sont étiquetés toxiques (logo à tête de mort) avec les mentions suivantes qui doivent être clairement marquées sur les emballages :

R60 - Peut altérer la fertilité R61 - Risque pendant la grossesse d’effets néfastes pour l’enfant S45 - En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible lui montrer l’étiquette) S53 - Éviter l’exposition - se procurer des instructions spéciales avant utilisation

Le documentaire GasLand (2010) de l'américain Josh Fox montre que l'industrie américaine de l'extraction du gaz de schiste reconnaît l'usage du borax (sel de bore), dilué dans un mélange d'eau et de sable pour l'injection dans les puits d'extraction du gaz de schiste comme liquide d'hydrofracturation. Le borax est employé comme agent de réticulation, mais cette technique visant à libérer le gaz contenu a aussi pour conséquences de polluer les nappes phréatiques avec le liquide de fracturation. Pour un puits d'extraction, il faut entre 10 à 30000 mètres cubes d'eau, la moitié environ est récupérée après fracturation.

Norme sanitaire de potabilité : en France, le contenu en bore ne doit pas dépasser 1 milligramme par litre[10].

Notes et références

  1. a, b, c, d et e TETRABORATE DE SODIUM, DECAHYDRATE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. « Tétraborate de sodium décahydraté » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  4. (fr)Laurent Marthinet, « Etymologie du Bore ». Consulté le 24/10/09
  5. a, b, c, d et e Madeleine Durand-Charre, Les aciers damassés : Du fer primitif aux aciers modernes, Mines Paris ParisTech Les Presses, coll. « Collection histoire et sociétés », 2007, 206 p. (ISBN 978-2-91-176287-1 et 2-911762-87-8), p. 170 
  6. a et b (fr)Introduction au Bore sur universalis.fr, Encyclopædia Universalis France. Consulté le 24/10/09
  7. a et b (fr)Description du Bore sur SfC.fr. Consulté le 24/10/09
  8. Avis d'incident de niveau 1 de l'échelle INES pour concentration insuffisante en bore du circuit primaire de la centrale du Bugey (émis à Paris, le 4 septembre 2003 par l'ASN)
  9. Notice sur la toxicité du borax sur (en)pesticideinfo.org
  10. Fuite d'eau borée sur le site du Tricastin Enerzine, d'après communiqués ASN, Préfecture de la Drôme, Sortir du Nucléaire

Voir aussi

Articles connexes


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