Boraatsysteem

Boraatsysteem, ook wel borate-systeem genoemd, verwijst naar een chemische omgeving waarin boraat‑ionen en verwante boron‑species overheersen. Deze systemen worden vooral gekenmerkt door bufferende eigenschappen in een basisch bereik en door de neiging om te reageren met diolen en polyolen via boron‑diol interacties. In de chemie, biowetenschappen en materialenwetenschap komen boraatsystemen veel voor als buffermedia, bij analyse en tijdens processen in glas-, keramiek- en textielindustrie.

Chemisch basis: boorzuur (H3BO3) is een zwak zuur dat in water kan reageren tot het borate‑ion B(OH)4−, waardoor een buffer ontstaat. De buffertoestand wordt vaak beschreven door de verhouding tussen H3BO3 en B(OH)4−; de pKa van boorzuur ligt rond 9,24 bij 25°C. Daardoor handhaaft een boraatsysteem pH ongeveer 9 tot 10. In aanwezigheid van diolen kan boron complexeren en boronaat‑esters vormen, wat boraatsystemen extra bruikbaar maakt voor carbohydrate‑bindingstoepassingen en analyses.

Toepassingen: boraatsystemen worden onder meer gebruikt als buffer in moleculaire biologie en elektroforese; een bekende toepassing is het Tris‑borate‑EDTA (TBE) buffer dat borate als buffering component bevat. Daarnaast zijn boron‑diol complexen nuttig in chemie van suikers en in detectietechnieken waarbij selectieve binding aan diolen vereist is. In de industrie dienen boraatsystemen ook als buffers en fluxmiddelen in glas- en keramiekproductie en komen ze voor in bepaalde conserverings- en reinigingsprocessen.

Veiligheid en milieu: boorverbindingen zijn voor planten essentieel in lage concentraties, maar hoge concentraties kunnen schadelijk zijn. Inhalatie, huidcontact of onjuiste afvoer van boraatzouten kan gezondheids- en milieuproblemen veroorzaken. Gebruik en verwijdering dienen te voldoen aan lokale regelgeving voor gevaarlijke stoffen en vorzorg voor zuivering van waterlopen en bodems.