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Le perborate de sodium monohydraté offre de nombreux avantages fonctionnels du peroxyde d'hydrogène liquide sous une forme solide stable.
Le pouvoir oxydant des monohydrates de perborate de sodium améliore les performances de nettoyage, de blanchiment, d'élimination des taches et de désodorisation des formulations de détergents en poudre, de tous les agents de blanchiment à sec pour tissus, des nettoyants pour prothèses dentaires, des détergents pour lave-vaisselle automatiques et de divers produits de lessive institutionnels et industriels.
Le perborate de sodium monohydraté est un composé chimique inorganique de formule NaBO₃·H₂O, ce qui signifie qu'il contient du sodium, du bore, de l'oxygène et une molécule d'eau de cristallisation dans chaque unité.
Numéro CAS : 10332-33-9
Formule moléculaire : BH4NaO4
Poids moléculaire : 101,83
Numéro EINECS : 600-419-4
Synonymes : Caswell n° 784A, borate de sodium monohydraté, Y9UKD0XE6F, UNII-Y9UKD0XE6F, Code chimique des pesticides de l'EPA 011105, borate de sodium monohydraté, perborate de sodium monohydraté (MART.), perborate de sodium monohydraté [MART.], nettoyant pour plaies Amosan, RefChem:56246, nettoyant pour plaies buccales Amosan, nettoyant pour plaies Amosan saveur cerise, 10332-33-9, perborate de sodium monohydraté, sel de sodium de l'acide perborique monohydraté, oxydooxy(oxo)borane de sodium hydraté, perborate de sodium monohydraté [USAN], perborate de sodium monohydraté (USAN), SCHEMBL5934031, DTXSID9035676, NS00134378, perborate de sodium monohydraté [WHO-DD], D07066, acide perborique (HBO(O₂)), sel de sodium monohydraté, Q18212089, perborique ; perborate de sodium monohydraté, 95 % ; acide perborique (HBO(O2)), sel de sodium monohydraté (9CI) ; poudre de perborate de sodium monohydraté, 20-100 Mesh ; acide perborique, sel de sodium ; borate de sodium monohydraté ; acide perborique (HBO(O2)), sel de sodium monohydraté ; perborate de disodium monohydraté
Le perborate de sodium monohydraté est un composé chimique de formule chimique [Na+]2[B2O4(OH)4]2−(H2O)x.
Les sels les plus fréquemment rencontrés sont la forme anhydre (x = 0) et sous forme hexahydratée (x = 6).
Ces deux espèces sont parfois appelées respectivement « monohydrate » ou PBS-1 et « tétrahydrate » ou PBS-4, d'après l'hypothèse historique selon laquelle NaBO3 serait la forme anhydre).
Les sels anhydres et hexahydratés sont des solides blancs, inodores et solubles dans l'eau.
Le perborate de sodium monohydraté est un agent de blanchiment à l'oxygène célèbre.
Contrairement aux borates simples tels que le borate de sodium, ce composé est un sel peroxygéné, ce qui signifie qu'il libère lentement de l'oxygène actif lorsqu'il se dissout dans l'eau, une propriété qui le rend particulièrement précieux comme agent de blanchiment et de désinfection.
Le perborate de sodium monohydraté est généralement obtenu sous forme de poudre cristalline blanche, inodore, stable dans des conditions sèches mais se dissout facilement dans l'eau pour former une solution alcaline aux propriétés oxydantes.
L’une des caractéristiques les plus remarquables du perborate de sodium monohydraté est qu’il agit comme source de peroxyde d’hydrogène in situ.
Lorsqu'il est dissous dans l'eau, il subit une hydrolyse pour générer du peroxyde d'hydrogène et du métaborate de sodium, et le peroxyde d'hydrogène libère ensuite de l'oxygène de manière contrôlée.
Cette capacité à libérer progressivement l'oxygène rend le perborate de sodium monohydraté particulièrement utile dans les applications où une forme stable et solide d'eau de Javel ou de désinfectant est requise, car il est plus sûr à manipuler et plus stable au stockage que le peroxyde d'hydrogène liquide.
Les monohydrates de perborate de sodium sont largement utilisés dans les détergents à lessive, comme l'un des agents de blanchiment à base de peroxyde.
Le perborate de sodium monohydraté a été obtenu pour la première fois en 1898, indépendamment, par Sebastian Tanatar et par P. Melikoff et L. Pissadewsky ; les chercheurs ont préparé le perborate de sodium en traitant le borate de sodium avec une solution de peroxyde d'hydrogène et d'hydroxyde de sodium, mais Tanatar a également obtenu du perborate de sodium par électrolyse d'une solution de borate de sodium.
Le perborate de sodium monohydraté se trouve principalement sous sa forme de sel de perborate de sodium et peut être trouvé sous forme de monohydrate ou de tétrahydrate.
Le perborate de sodium monohydraté est l'un des sels d'acide peroxy avec de très larges fonctionnalités dans les environnements industriels.
Le perborate de sodium monohydraté sous forme de perborate de sodium est approuvé par Santé Canada depuis 2004 pour être utilisé comme désinfectant des instruments médicaux.
Le perborate de sodium monohydraté est approuvé comme pommade pour la protection contre la dermatite à l’herbe à puce.
Le perborate de sodium monohydraté est une poudre cristalline blanche et fluide qui se dissout facilement dans l'eau et produit une solution alcaline aux propriétés oxydantes.
Lorsqu'il est mélangé à de l'eau, le perborate de sodium réagit, libérant du peroxyde d'hydrogène.
La grande stabilité est une propriété exclusive de ce composé.
Le peroxyde d’hydrogène formé par cette réaction tue efficacement les microbes.
Le perborate de sodium monohydraté est un agent de blanchiment à l'oxygène célèbre.
Le perborate de sodium monohydraté existe généralement sous deux formes, tétrahydraté et monohydraté.
Il offre de nombreux avantages fonctionnels du peroxyde d’hydrogène liquide sous une forme solide stable.
Son pouvoir oxydant améliore les performances de nettoyage, de blanchiment, de détachage et de désodorisation des formulations de détergents en poudre, de tous les agents de blanchiment à sec pour tissus, des nettoyants pour prothèses dentaires, des détergents pour lave-vaisselle automatiques et de divers produits de lessive institutionnels et industriels.
Contrairement au percarbonate de sodium, les peroxyborates ne sont pas des adduits de peroxyde d'hydrogène.
Ils contiennent plutôt un anion peroxyborate [(B(OH)2OO)2]2−, qui se compose d'un noyau cyclique −B−O−O−B−O−O− avec une paire de groupes hydroxy liés à chaque atome de bore.
L'anneau adopte une conformation de chaise.
L'hexahydrate a pour formule Na2H4B2O8·6H2O, c'est-à-dire Na2H16B2O14 ou NaH8BO7.
Le perborate de sodium monohydraté est communément mais incorrectement appelé « monohydrate » avec la formule historique mais trompeuse NaBO3·H2O.
Au lieu de cela, une formule plus descriptive est Na2[(HO)2B]2(O2)2.
De même, l'hexahydrate est généralement appelé « tétrahydrate » et formulé sous la forme NaBO3·4H2O.
Les deux formes sont des solides blancs, inodores et solubles dans l’eau.
Le « monohydrate » et le « tétrahydrate » sont les formes commercialement importantes.
Un véritable tétrahydrate Na2H4B2O8·4H2O, traditionnellement appelé « trihydrate », est également connu mais n'a pas d'importance industrielle.
Il existe un numéro CAS pour chacun des trois « hydrates » traditionnels, les trois versions « peroxyborate » de chacun (interprétées comme un adduit de peroxyde d'hydrogène) et le « anhydrate » mal défini NaBO3, soit un total de sept.
Dans l’industrie, le perborate de sodium monohydraté est utilisé comme désinfectant.
Le perborate de sodium monohydraté fait également partie des ingrédients des détergents, des poudres de blanchiment et des formulations de soins personnels.
Dans les produits cosmétiques, l'acide perborique et principalement son sel sont utilisés comme agent oxydant pour la teinture ou la permanente.
En dentisterie, le perborate de sodium monohydraté est utilisé comme aide à l'élimination des mucosités, du mucus ou d'autres sécrétions associées à une plaie occasionnelle dans la bouche, pour le nettoyage des plaies mineures, pour le nettoyage temporaire des aphtes ou pour l'élimination des corps étrangers dans les plaies mineures.
Dans les préparations ophtalmiques, le perborate de sodium est utilisé comme conservateur pour les produits utilisés pour la sécheresse oculaire.
Cette utilisation est approuvée car ce composé se dégrade rapidement en sous-produits inoffensifs.2
Le perborate de sodium monohydraté agit comme source d'oxygène actif.5 Au contact de l'eau, l'acide perborique s'hydrolyse en hydrogène et en borate.
En tant qu’antiseptique, la formation de peroxyde d’hydrogène oxyde les composants cellulaires des bactéries environnantes et les tue.
Point de fusion : 7–9 °C
Point d'ébullition : 202–204 °C
Indice de réfraction : 1,417
Point d'éclair : 110 °C
Forme : Poudre cristalline
Couleur : Blanc
Odeur : Inodore
Solubilité dans l'eau : Très soluble dans H₂O, réagissant pour donner du peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) et du borate de sodium
InChI / InChIKey : GSADBQHMGMUBKF-UHFFFAOYSA-N
SOURIRES : B(=O)OO.[NaH].O
Le perborate de sodium monohydraté est produit par déshydratation thermique du tétrahydrate ou par réaction du métaborate de sodium avec du peroxyde d'hydrogène dans un sécheur à lit fluidisé.
Les utilisations sont similaires à celles du tétrahydrate.
En raison de cette propriété, le perborate de sodium monohydraté a été largement utilisé dans les détergents à lessive, les poudres de nettoyage et les formulations pour lave-vaisselle, où il sert d'agent de blanchiment principal à base d'oxygène qui élimine les taches et éclaircit les tissus sans les effets agressifs des agents de blanchiment à base de chlore.
De plus, il a joué un rôle dans les produits d’hygiène bucco-dentaire, tels que les bains de bouche et les solutions de nettoyage des plaies (par exemple, Amosan), où sa libération lente d’oxygène aide à désinfecter les plaies, à réduire la croissance bactérienne et à favoriser la cicatrisation dans la cavité buccale.
Sur le plan industriel, le perborate de sodium monohydraté a été utilisé comme agent oxydant dans les synthèses chimiques, dans le traitement de l'eau comme désinfectant et dans certaines préparations cosmétiques et pharmaceutiques où une libération contrôlée d'oxygène est souhaitée.
Son action oxydante relativement douce par rapport aux peroxydes plus puissants le rend attrayant dans les formulations où un blanchiment doux ou une activité antimicrobienne est nécessaire sans endommager excessivement les tissus ou les matériaux.
Cependant, comme d’autres composés contenant du bore, le perborate de sodium monohydraté est sujet à des préoccupations sanitaires et environnementales.
Une exposition prolongée ou excessive aux borates a été associée à une toxicité pour la reproduction et à d’autres effets néfastes sur la santé, ce qui a conduit à des restrictions sur son utilisation dans les produits de nettoyage ménager et de soins personnels dans de nombreux pays, en particulier au sein de l’Union européenne.
Malgré ces limitations réglementaires, il trouve toujours une utilisation dans des applications industrielles et médicales spécialisées où son équilibre unique entre stabilité, sécurité et efficacité en tant que donneur d'oxygène solide offre des avantages par rapport aux oxydants alternatifs.
Perborate de sodium monohydraté (c'est-à-dire se décompose au contact de l'eau), produisant du peroxyde d'hydrogène et du borate : (HO)2B]2(OO)2)2− + 2 H2O ⇌ 2 [(HO)2B(OH)(OOH)]−
L'hydroperoxyde résultant entre alors en équilibre avec l'acide borique B(OH)3, le peroxyde d'hydrogène H2O2, l'anion hydroperoxyle −OOH et l'anion tétrahydroxyborate [B(OH)4]− : [B(OH)3(OOH)]− ⇌ B(OH)3 + HO−2B(OH)3 + HO−2 + H2O ⇌ [B(OH)4]− + H2O2
À mesure que la concentration de la solution augmente, d’autres espèces de peroxoborate deviennent importantes.
Avec un excès de H₂O₂, les anions [B(OH)₂(OOH)₂]−, [B(OH)(OOH)₃]− et finalement [B(OOH)₄]− apparaissent. À des concentrations élevées de borate, le perborate de sodium à anion dimérique cristallise, en raison de sa solubilité relativement faible.[2]
La forme « monohydratée » se dissout plus rapidement que la forme « tétrahydratée » et présente une stabilité thermique plus élevée ; elle est préparée en chauffant le « tétrahydraté ».
L'« anhydrate » commercial, ou oxoborate, est préparé en chauffant davantage le « monohydrate » et se compose en fait de borate de sodium et de radical bore-oxygène.
Le perborate de sodium monohydraté est fabriqué par réaction du borax Na2B4O7 et de l'hydroxyde de sodium NaOH pour donner du métaborate de sodium NaBO2, qui réagit ensuite avec du peroxyde d'hydrogène pour donner du perborate de sodium hydraté : Na2B4O7 + 2 NaOH → 4 NaBO2 + H2O, 2 NaBO2 + 2 H2O2 → Na2B2O4(OH)4
Un tensioactif peut être ajouté pour contrôler la taille des cristaux.
Le perborate de sodium monohydraté peut également être produit par électrolyse d'une solution aqueuse contenant du borax, du carbonate de sodium et du bicarbonate de sodium (du dichromate de potassium est ajouté pour améliorer le rendement avec du silicate de sodium).
Un tube en cuivre est utilisé comme cathode et du platine comme anode, le courant étant de 6 ampères à 7 à 8 volts et la température de 10 °C.
Utilisations du perborate de sodium monohydraté :
Le perborate de sodium monohydraté sert de source stable d’oxygène actif dans de nombreux détergents, lessives, produits de nettoyage et agents de blanchiment.
Le perborate de sodium monohydraté est un agent de blanchiment moins agressif que l'hypochlorite de sodium et d'autres agents de blanchiment à base de chlore, provoquant moins de dégradation des colorants et des textiles.
Le perborate de sodium monohydraté libère rapidement de l'oxygène à des températures supérieures à 60 °C.
L'ajout de l'activateur, généralement la tétraacétyléthylènediamine (TAED), le rend actif à des températures plus basses (40–60 °C).
Le perborate de sodium monohydraté possède des propriétés antiseptiques et peut agir comme désinfectant.
Le perborate de sodium monohydraté est également utilisé comme conservateur « disparaissant » dans certaines marques de gouttes ophtalmiques.[citation nécessaire]
Le perborate de sodium monohydraté est rapidement hydrolysé en peroxyde d'hydrogène et en borate au contact de l'eau.
Une étude croisée en double aveugle de 1979[14] suggère que le peroxyde d'hydrogène, libéré lors de l'utilisation de ce produit, peut prévenir ou retarder la colonisation et la multiplication des bactéries anaérobies, telles que celles qui peuplent les plaies buccales.
Le perborate de sodium monohydraté est également présent dans certaines formules de blanchiment des dents pour les dents traitées aux racines non vitales.
Le perborate de sodium monohydraté est inséré dans le canal radiculaire et laissé en place pendant une période prolongée pour lui permettre de se diffuser dans la dent et de blanchir les taches de l'intérieur vers l'extérieur.
Cependant, cette utilisation a été interdite dans l’Union européenne.
Le perborate de sodium monohydraté est également utilisé comme réactif oxydant dans la synthèse organique.
Par exemple, il convertit les thioéthers en sulfoxydes et en sulfones.
Une autre utilisation du perborate de sodium monohydraté dans la synthèse organique est comme alternative pratique au H2O2, par exemple dans la conversion en 2 étapes d'un halogénure d'aryle en phénol (la première étape est une borylation de Miyaura).
Le perborate de sodium monohydraté a été utilisé dans une large gamme d'applications industrielles, domestiques, médicales et spécialisées en raison de sa capacité à agir comme une source stable et solide d'oxygène actif, libérant du peroxyde d'hydrogène lorsqu'il se dissout dans l'eau.
L’une de ses utilisations les plus importantes a été dans la formulation de détergents à lessive et de lessives en poudre, où il fonctionne comme un agent de blanchiment qui éclaircit les tissus, élimine les taches organiques tenaces telles que le vin, le café ou le sang, et désodorise les vêtements sans les fortes odeurs et les effets de dégradation des matériaux associés aux agents de blanchiment à base de chlore.
L'efficacité des monohydrates de perborate de sodium augmente lorsqu'ils sont combinés avec des « activateurs de blanchiment » comme la tétraacétyléthylènediamine (TAED), qui réagissent avec le peroxyde d'hydrogène libéré par le perborate de sodium pour former de l'acide peracétique, un agent oxydant plus puissant qui fonctionne même à des températures de lavage plus basses, rendant ainsi le processus de nettoyage plus économe en énergie.
Dans l'industrie du lavage de la vaisselle, le perborate de sodium monohydraté a joué un rôle important en tant qu'agent de blanchiment oxygéné dans les poudres et tablettes pour lave-vaisselle automatique.
En libérant de l'oxygène pendant le cycle de lavage, il aide à décomposer les résidus alimentaires, les taches de thé et de café et les dépôts de graisse sur la vaisselle, tout en aidant à désodoriser la machine à laver elle-même.
Parce qu’il est solide, stable et facile à manipuler par rapport au peroxyde d’hydrogène liquide, il est devenu le composé de choix pour de nombreux fabricants qui souhaitaient incorporer un blanchiment à base d’oxygène dans des formulations en poudre.
Dans les domaines médical et pharmaceutique, le perborate de sodium monohydraté a été incorporé dans des nettoyants pour plaies, des bains de bouche et des produits dentaires, notamment dans le nettoyant pour plaies buccales Amosan.
Dans ce contexte, la libération lente d'oxygène a une valeur thérapeutique : lorsque la poudre se dissout dans l'eau, elle produit un léger effet bouillonnant dû à la libération d'oxygène, ce qui aide à nettoyer les plaies, à réduire la charge bactérienne et à favoriser une guérison plus rapide dans la bouche ou sur la peau.
Cette libération contrôlée d'oxygène fournit un effet antiseptique sans les propriétés nocives pour les tissus des agents oxydants plus puissants, ce qui le rend utile pour les applications délicates telles que les ulcères buccaux, les soins post-chirurgicaux dentaires et les coupures ou écorchures mineures.
Le perborate de sodium monohydraté a également été utilisé dans les formulations cosmétiques et de soins personnels, en particulier dans des produits tels que les poudres blanchissantes pour les dents et certains systèmes de décoloration des cheveux.
Dans ces applications, son action libératrice d'oxygène aide à éliminer les taches de l'émail des dents ou à éclaircir progressivement les pigments des cheveux, tandis que la nature solide et stable du composé le rend plus facile à transporter et à stocker que les peroxydes liquides instables.
À l’échelle industrielle, le perborate de sodium monohydraté a été utilisé comme agent oxydant doux dans la synthèse chimique et comme désinfectant dans les systèmes de traitement de l’eau.
Les propriétés oxydantes relativement douces du perborate de sodium monohydraté le rendent précieux dans les processus où une oxydation contrôlée est requise sans générer de chaleur excessive ou de sous-produits dangereux.
De plus, comme il peut être expédié et stocké sous forme solide, il évite de nombreux défis logistiques et de sécurité associés au transport de solutions de peroxyde d’hydrogène.
Profil de sécurité du perborate de sodium monohydraté :
Dans l'Union européenne, le perborate de sodium, comme la plupart des perborates, a été classé comme « cancérogène, mutagène ou toxique pour la reproduction » (CMR), catégorie 1B du règlement (CE) 790/2009, suite à son inclusion dans la partie 3 de l'annexe VI du règlement 1272/2008 relatif à la classification, à l'étiquetage et à l'emballage (CLP) des substances et des mélanges.
En conséquence, leur utilisation a été automatiquement interdite dans les produits cosmétiques de l'UE, quelle que soit leur concentration, à compter du 1er décembre 2010.
Cela s’étend à l’utilisation des perborates pour le blanchiment des dents.
Le perborate de sodium monohydraté est considéré comme un produit chimique dangereux car il combine les risques associés aux agents oxydants et aux composés contenant du bore, et ses effets peuvent être nocifs pour la santé humaine et l'environnement s'ils ne sont pas gérés correctement.
L’un des principaux dangers réside dans sa forte nature oxydante ; lorsqu’il est dissous dans l’eau, il libère du peroxyde d’hydrogène et des espèces réactives de l’oxygène, qui peuvent provoquer une irritation importante et des dommages aux tissus vivants.
Le contact direct avec la peau peut entraîner des rougeurs, une sécheresse et des brûlures chimiques si l'exposition est prolongée, tandis que le contact avec les yeux est particulièrement grave, car il peut produire une irritation intense, des douleurs, des lésions cornéennes et une déficience visuelle potentiellement permanente s'il n'est pas traité rapidement.
L’inhalation de fines particules de poussière de perborate de sodium monohydraté présente un autre danger.
Étant donné qu’il peut se propager dans l’air pendant la manipulation, les travailleurs peuvent l’inhaler accidentellement, ce qui irrite le nez, la gorge et les voies respiratoires, produisant des symptômes tels que la toux, des maux de gorge, un essoufflement et une gêne thoracique.
Une exposition prolongée ou répétée par inhalation peut augmenter le risque de problèmes respiratoires plus graves, en particulier si le lieu de travail n’est pas bien ventilé.
L'ingestion de ce composé est également très dangereuse ; son ingestion peut provoquer des brûlures à la bouche, à la gorge et à l'estomac, accompagnées de nausées, de vomissements, de diarrhée et de douleurs abdominales, et dans les cas graves, elle peut entraîner une hémorragie interne ou une perforation des tissus digestifs.
