Acide borique

L'acide borique (acide boracique ou acide orthoborique) est un acide faible souvent employé comme antiseptique, insecticide, absorbeur de neutron, dans les centrales électro nucléaires pour contrôler le taux de fission de l'uranium, et comme précurseur d'autres composés chimiques.

Il existe sous forme de cristaux incolores ou de poudre blanche se dissolvant dans l'eau.

Sa formule brute est la suivante H₃BO₃ ou B(OH)₃. Quand il se présente sous forme de minerai, on le désigne sous le nom de sassolite.

[modifier] Fabrication

L'acide borique est produit principalement à partir des minerais de borate par sa réaction avec l’acide sulfurique. La plus grande source de borates dans le monde est une mine à ciel ouvert située à Boron, Californie, USA.

L'acide borique a été produit pour la première fois par Wilhelm Homberg (1652-1715) à partir du borax, sous l'action d’acides minéraux, et a reçu le nom de « sal sedativum Hombergi ».

[modifier] Dans la nature...

L'acide libre est présent sous forme native dans certaines zones volcaniques telles que la Toscane, les îles Lipari et au Nevada, ses effluents sont mélangés à la vapeur issue des fissures de la croûte terrestre. En Toscane, on récupère l'acide borique dans des jets de vapeur d'eau surchauffée (100-215 °C) d'origine volcanique, exploités comme source d'énergie ; la vapeur, hydrolysant des borates dans les profondeurs du sol de cette région, contient en effet de l'acide borique et divers sels minéraux. Celle qui s'échappe librement des fissures du sol (soffioni) est simplement condensée dans des bassins (lagoni).
La présence de l'acide borique ou de ses sels a été retrouvée dans l’eau de mer, et on dit qu'il existe également dans les végétaux et plus particulièrement dans presque tous les fruits (A.H. Allen, Analyst, 1904, 301) où il pourrait jouer un certain rôle d'insecticide naturel.

L'acide borique est aussi un constituant de nombreux minerais (borax, boracite, boronatrocalcite et colemanite).

[modifier] propriétés

L'acide borique est soluble dans l’eau bouillante. Au-dessus de 170°C il se déshydrate, formant l’acide métaborique HBO₂. L'acide métaborique est un cristal cubique, blanc et légèrement soluble dans l'eau. Il fond à environ 236°C, et une fois chauffé au-dessus de 300°C se déshydrate, formant l' acide tétraborique ou l’acide pyroborique, H₂B₄O₇. Le terme d’acide borique peut se rapporter à l’un ou l’autre de ces composés. À une température plus élevée il se forme du trioxyde de bore. L'acide borique ne se dissocie pas en solution aqueuse, mais son activité acide est due à son interaction avec les molécules d’eau :

B(OH)₃ + H₂O = B(OH)₄⁻+ H⁺

K_a = 5.8x10⁻¹⁰ mol/l; pK_a = 9.24.

Des anions polyborate se forment à pH 7,10 si la concentration en bore est au dessus de 0,025 mol/L. Le plus connu de ces derniers est l'ion tétraborate, trouvé dans le borax minéral :

4B(OH)₄⁻ + 2H⁺ = B₄O₇²⁻ + 9H₂O

[modifier] Toxicité & écotoxicité

Il est toxique pour l'Homme par voie digestive ou par inhalation. Certains groupes ethniques l'utilisent cependant comme additif alimentaire (Borax) pour l'Homme ou l'animal domestique. Au Canada, l'ACIA demande aux éleveurs et restaurateurs de ne pas l'utiliser en raison d'un « risque inacceptable pour la santé du consommateur» (suite à des mortalités d'adultes ou bébés)^[1]
Il est irritant pour les yeux, la peau et les voies respiratoires en cas d'exposition courte, mais peut avoir des effets sur le rein en cas d'exposition prolongée ou d'expositions répétées.
On connait mal sa toxicité environnementales, sauf pour les insectes contre lesquels il est utilisé comme insecticide autorisé pour certains usages dans certains pays. Les insectes se contaminent en se nettoyant après un contact avec ce produit. Il agit sur leur estomac, conduisant à la mort de l'insecte en une dizaine de jours. Son efficacité persiste plusieurs années dans les endroits secs.

Il est souvent considéré comme pas beaucoup plus toxique que le sel de table (sur la base de la Dose létale 50 estimée à 2660 mg/kg de masse corporelle) pour l'homme, mais il a une action fongicide et insecticide qui laisse penser qu'il ne serait pas neutre pour l'environnement en cas de pollution importante.

[modifier] Utilisations

Il peut être utilisé comme antiseptique pour les brûlures ou les coupures et est parfois employé dans les pommades ou les onguents ou est utilisé dans une solution très diluée comme bain oculaire. Comme composé anti-bactérien, l'acide borique peut également être prescrit comme traitement de l’acné.

L'acide borique est couramment utilisé par les pyrotechniciens amateurs - en solution dans l’alcool - pour donner à la flamme une couleur vert clair

L'acide borique peut être utilisé pour traiter les levures et les mycoses comme les candidoses (mycoses vaginales) en remplissant de poudre d'acide borique des ovules qui seront insérés dans la cavité vaginale au coucher pendant trois à quatre nuits consécutives. Il est également employé en prévention du pied d'athlète, en insérant la poudre dans les chaussettes ou les bas, et en solution il peut être prescrit pour traiter certaines formes d’otites externes (infection de l'oreille) chez l’homme ou l’animal. Le conservateur dans les flacons d'urine (bouchon rouge) au Royaume-Uni est de l’acide borique

Il est souvent utilisé comme insecticide relativement peu toxique, pour l’extermination des cancrelats, termites, fourmis, puces, et beaucoup d'autres insectes. Il peut être employé directement sous la forme de poudre pour les puces et les cancrelats, ou être mélangé avec du sucre ou de la gelée pour les fourmis. C'est également un composant de beaucoup d’insecticides du commerce. Dans cette utilisation, particulièrement dans le cas des cancrelats, l'acide borique sous forme de poudre est appliqué dans les zones fréquentées par les insectes. Les fines particules s'accrochent aux pattes des insectes et causent par la suite des brûlures chimiques mortelles. L'acide borique pour cet usage dans des quartiers résidentiels est commercialisé dans des zones urbaines infestées par les cancrelats.

Le borate de sodium, un antiseptique doux, associé à d’autres composants appropriés peut également être proposé en usage externe pour des maladies des yeux, tel que l’œil sec.

Le mastic au silicone a été fabriqué à l'origine en ajoutant de l'acide borique à de l’huile de silicone. Maintenant le mastic commercialisé sous différents noms de marque contient également des quantités significatives de l’élément silicium (le silicium lié au silicone permet d’augmenter de 20% l’élasticité du produit).

L'acide borique est employé dans les centrales électronucléaires pour abaisser le niveau à partir duquel la fission se produit. Les réactions de fission en chaîne sont généralement déterminées par la quantité de neutrons en présence (issus des fissions précédentes). Le bore a une capacité élevée d'absorption des neutrons et pour cette raison il est ajouté en solution dans le liquide réfrigérant du circuit primaire qui traverse le réacteur. En modifiant la concentration d'acide borique dans l'eau, il est possible de réguler la fission. Le bore est également mis en solution dans les piscines contenant les barres de combustible d’uranium usagé. La concentration est assez élevée pour maintenir les fissions à un niveau minimum.

Dans l'industrie du bijoux et de la soudure traditionnelle (plomberie), l'acide borique (borax) a été ou est encore employé en combinaison avec alcool dénaturé pour réduire l’oxydation de surface et l’importance de l’oxydation sur les métaux pendant les opérations de métallurgie et de soudure.

Les Borates et l'acide borique ont été employés depuis la période de la Grèce antique pour le nettoyage, la conservation des aliments, et d'autres activités.

Le borate de lithium est le sel de lithium de l'acide borique employé en laboratoire comme tampon pour le gel couramment employé dans les tampons d'électrophorèse des acides nucléiques (appelés Tris, Borate, EDTA ou Tris, Acétate, EDTA). Il peut être utilisé pour l’électrophorèse de l'ADN et de l'ARN, en gel de polyacrylamide et en gel d'agarose.

Il est employé en pyrotechnie pour empêcher la formation d’amide pendant la réaction entre l'aluminium et les nitrates. Un peu d'acide borique est ajouté à la composition pour neutraliser les amides alcalines qui peuvent réagir avec l’aluminium. Il est également employé en Inde et à travers le monde pour abattre la poussière sur les terrains de sport pour diminuer le frottement et pour augmenter la vitesse du jeu.

Il est aussi employé dans le traitement des eaux de piscines où il fait partie de la composition de certains galets multifonctions à coté du chlore, et du sulfate de cuivre.