Борная кислота | это... Что такое Борная кислота? (original) (raw)

Борная кислота



Общие
Систематическое наименование	Ортоборная кислота
Химическая формула	H3BO3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твёрдое
Отн. молек. масса	61,83 а. е. м.
Молярная масса	61,83 г/моль
Плотность	1,435 (15 °C) г/см³
Термические свойства
Температура плавления	170.9 °C, 444 K, 340 °F °C
Температура кипения	300 °C, 573 K, 572 °F °C
Химические свойства
pKa	9,24 (I), 12,74 (II), 13,80 (III)
Растворимость в воде	2.52 (0 °C)4.72 (20 °C)5,74 (25 °C)19.10 (80 °C)27.53 (100 °C) г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	10043-35-3
Безопасность
Токсичность	0 2 0

Бо́рная кислота́ (ортоборная кислота) — слабая кислота, имеющая химическую формулу H3BO3.

структура плоского слоя в ортоборной кислоте

Бесцветное кристаллическое вещество в виде чешуек без запаха, имеет слоистую триклинную решетку, в которой молекулы кислоты соединены водородными связями в плоские слои, слои соединены между собой межмолекулярными связями (d= 0,318 нм).

Метаборная кислота (HBO2) также представляет собой бесцветные кристаллы. Она существует в трех модификациях — наиболее устойчивой γ-НВО2 с кубической решеткой, β-НВО2 с моноклинной решеткой и α-НВО2 с ромбической решеткой.

При нагревании ортоборная кислота теряет воду и сначала переходит в метаборную кислоту, затем в тетраборную H2B4O7. При дальнейшем нагревании обезвоживается до борного ангидрида.

Водные растворы борной кислоты являются смесью полиборных кислот общей формулы Н3m-2nВmО3m-n.

Свойства

Борная кислота проявляет очень слабые кислотные свойства. Она сравнительно мало растворима в воде. Ее кислотные свойства обусловлены не отщеплением протона Н+, а присоединением гидроксильного аниона:

$\mathsf{B(OH)_3 + H_2O \rightarrow H[B(OH)_4]}$

_K_a = 5.8·10−10 моль/л; p_K_a = 9.24.

Она легко вытесняется из растворов своих солей большинством других кислот. Соли ее, называемые боратами, производятся обычно от различных полиборных кислот, чаще всего — тетраборной Н2В4О7, которая является значительно более сильной кислотой, чем ортоборная. Очень слабые признаки амфотерности B(OH)3 проявляет, образуя малоустойчивый гидросульфат бора В(HSO4)3.

При нейтрализации ортоборной кислоты щелочами в водных растворах не образуются ортобораты, содержащие ион (ВО3)3−, поскольку ортобораты гидролизуются практически полностью, вследствие слишком малой константы образования [В(ОН)4]−. В растворе образуются тетрабораты, метабораты или соли других полиборных кислот:

$\mathsf{2NaOH + 4H_3BO_3 \longrightarrow Na_2B_4O_7 + 7H_2O}$

Избытком щелочи они могут быть переведены в метабораты:

$\mathsf{2NaOH + Na_2B_4O_7 \longrightarrow 4NaBO_2 + H_2O}$

Мета- и тетрабораты гидролизуются, но в меньшей степени (реакции, обратные приведенным).

В подкисленных водных растворах боратов устанавливаются следующие равновесия:

$\mathsf{3H[B(OH)_4] \rightleftarrows H^+ + [B_3O_3(OH)_4]^- + 5H_2O}$

$\mathsf{[B_3O_3(OH)_4]^- + OH^- \rightleftarrows [B_3O_3(OH)_5]^{2-} }$

Наиболее распространенной солью борной кислоты является декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7·10H2O (техническое название — бура).

При нагревании борная кислота растворяет оксиды металлов, образуя соли.

Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты образует эфиры:

$\mathsf{H_3BO_3 + \ 3CH_3OH \longrightarrow \ 3H_2O + \ B(OCH_3)_3}$

Образование борнометилового эфира В(ОСН3)3 является качественной реакцией на Н3ВО3 и соли борных кислот, при поджигании борнометиловый эфир горит красивым ярко-зеленым пламенем.

Нахождение в природе

В природе свободная борная кислота встречается в виде минерала сассолина, в горячих источниках и минеральных водах.

Применение

В ядерных реакторах в качестве поглотителя нейтронов, растворённого в теплоносителе.
Борное удобрение
В лабораториях применяют для приготовления буферных растворов
В медицине — как самостоятельное дезинфицирующее средство, а также в виде 2% раствора - для промывки кожи после попадания щелочей
Также на основе борной кислоты производятся различные комбинированные препараты (группа АТХ D08AD), например, паста Теймурова.
В фотографии — в составе мелкозернистых проявителей и кислых фиксажей для создания слабой кислотной среды.
В быту используется для борьбы с тараканами.
В пищевой промышленности — зарегистрирована как пищевая добавка E284 (на территории России эта добавка не входит в список разрешённых к применению[1]).
В игре Новус борной кислотой натирают игровой стол для лучшего скольжения фишек.
В ювелирном деле — как основа флюсов для пайки золото-содержащих сплавов.
В промышленности - связующее при кислой футеровке печей.

См. также

Примечания

↑ СанПиН 2.3.2.1293-03.

Литература

Карапетьянц М. Х. Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия 1994
Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
Прозоровский. В. КОВАРНАЯ БОРНАЯ КИСЛОТА. Журнал «Наука и жизнь» № 11, 2003 год

Соединения бора
Арсенид бора (BAs) • Боразол (B3N3H6) • Борная кислота (H3BO3) • Борогидрид натрия (NaBH4) • Диборан (B2H6) • Карбид бора (B4C) • Метаборат натрия (NaBO2) • Нитрид бора (BN) • Оксид бора (B2O3) • Пентаборат натрия (NaB5O8) • Субоксид бора (B6O) • Сульфид бора (B2S3) • Тетраборан (B4H10) • Тетраборат натрия (Na2B4O7) • Тетрагидридоборат лития (Li[BH4]) • Тетрафторид бора (B2F4) • Тетрафтороборат водорода (H[BF4]) • Тетрафтороборат натрия (Na[BF4]) • Трибромид бора (BBr3) • Трииодид бора (BI3) • Трифторид бора (BF3) • Трихлорид бора (BCl3) • Фосфид бора (BP)

Соединения бора

Арсенид бора (BAs) • Боразол (B3N3H6) • Борная кислота (H3BO3) • Борогидрид натрия (NaBH4) • Диборан (B2H6) • Карбид бора (B4C) • Метаборат натрия (NaBO2) • Нитрид бора (BN) • Оксид бора (B2O3) • Пентаборат натрия (NaB5O8) • Субоксид бора (B6O) • Сульфид бора (B2S3) • Тетраборан (B4H10) • Тетраборат натрия (Na2B4O7) • Тетрагидридоборат лития (Li[BH4]) • Тетрафторид бора (B2F4) • Тетрафтороборат водорода (H[BF4]) • Тетрафтороборат натрия (Na[BF4]) • Трибромид бора (BBr3) • Трииодид бора (BI3) • Трифторид бора (BF3) • Трихлорид бора (BCl3) • Фосфид бора (BP)