Борная кислота
борная кислота
| борная кислота | |
|---|---|
 |
|
 |
|
| Систематическое наименование |
ортоборная кислота |
| Хим. формула | H3BO3 |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 61,83 г/моль |
| Плотность | 1,435 (15 °C) |
| Т. плав. | 170.9 °C, 444 K, 340 °F |
| Т. кип. | 300 °C, 573 K, 572 °F °C |
| pKa | 9,24 (I), 12,74 (II), 13,80 (III) |
| Растворимость в воде |
2.52 (0 °C) г/100 мл |
| ГОСТ | ГОСТ 9656-75 ГОСТ 18704-78 |
| Рег. номер CAS | 10043-35-3 |
| PubChem | 7628 |
| Рег. номер EINECS | 233-139-2 |
| SMILES |
B(O)(O)O
|
| InChI |
1S/BH3O3/c2-1(3)4/h2-4H
KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N
|
| Кодекс Алиментариус | E284 |
| RTECS | ED4550000 |
| ChEBI | 33118 |
| ChemSpider | 7346 |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
борная кислота (ортоборная кислота или лат. acidum Boricum) — слабая, одноосновная кислота Льюиса, часто используемая в качестве инсектицида, антисептика, огнезащитного состава, поглотителя нейтронов или предшественника для получения иных химических составов. Имеет химическую формулу H3BO3 (или B(OH)3).
Бесцветное кристаллическое вещество в виде чешуек без запаха, имеет слоистую триклинную решётку, в которой молекулы кислоты соединены водородными связями в плоские слои, слои соединены между собой межмолекулярными связями, длина которых составляет 272 пм. Расстояние между соседними слоями — 318 пм.
Метаборная кислота (HBO2) также представляет собой бесцветные кристаллы. Она существует в трёх модификациях — наиболее устойчивой γ-HBO2 с кубической решёткой, β-HBO2 с моноклинной решёткой и α-HBO2 с ромбической решёткой.
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 H3m-2nВmO3m-n. В природе встречается в виде минерала сассолина.
Нахождение в природе
В природе свободная борная кислота встречается в виде минерала сассолина, в горячих источниках и минеральных водах.
Получение
борная кислота может быть получена путём смешения буры (Тетрабората натрия) с минеральной кислотой, например, соляной:
-
- Na2B4O7 ⋅ 10H2O + 2HCl → 4H3BO3 + 2NaCl + 5H2O
Также является продуктом гидролиза диборана или тригалогенидов бора:
-
- B2H6 + 6H2O → 2H3BO3 + 6H2
-
- BCl3 + 3H2O → H3BO3 + 3HCl
![борная кислота]()
борная кислота ОСЧ
Свойства
борная кислота проявляет очень слабые кислотные свойства. Она сравнительно мало растворима в воде. Её кислотные свойства обусловлены не отщеплением протона H+, а присоединением гидроксильного аниона:
-
- B(OH)3 + H2O → H[B(OH)4]
- Ka = 5.8⋅10−10 моль/л; pKa = 9.24.
Она легко вытесняется из растворов своих солей большинством других кислот. Соли её, называемые боратами, производятся обычно от различных полиборных кислот, чаще всего — тетраборной H2B4O7, 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 (BO3)3−, поскольку ортобораты гидролизуются практически полностью, вследствие слишком малой константы образования [В(ОН)4]−. В растворе образуются тетрабораты, метабораты или соли других полиборных кислот:
-
- 2NaOH + 4H3BO3 ⟶ Na2B4O7 + 7H2O
- Избытком щелочи они могут быть переведены в метабораты:
- 2NaOH + Na2B4O7 ⟶ 4NaBO2 + H2O
Мета- и тетрабораты гидролизуются, но в меньшей степени (реакции, обратные приведённым).
В подкисленных водных растворах боратов устанавливаются следующие равновесия:
-
- 3H[B(OH)4] ⇄ H+ + [B3O3(OH)4]− + 5H2O
- [B3O3(OH)4]− + OH− ⇄ [B3O3(OH)5]2−
При нагревании борная кислота растворяет оксиды металлов, образуя соли.
Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты образует эфиры:
-
- H3BO3 + 3CH3OH ⟶ 3H2O + B(OCH3)3
Образование борнометилового эфира В(OCH3)3 является качественной реакцией на H3BO3 и соли борных кислот, при поджигании борнометиловый эфир горит красивым ярко-зеленым пламенем.
борная кислота в медицине
Борный спирт (лат. Solutio Acidi borici spirituosa) — раствор борной кислоты в этиловом спирте (как правило, в 70 % этаноле).
Спиртовые растворы борной кислоты в концентрации 0,5 %, 1 %, 2 %, 3 %, 5 % готовятся на 70 % этиловом спирте и применяются в качестве антисептика и как противозудное средство при обтирании здоровых участков кожи вокруг очагов пиодермии, а также в качестве ушных капель.
борная кислота может быть опасна только при бесконтрольном приёме внутрь. Опасная концентрация в организме человека (а особенно ребёнка) может возникнуть при регулярном применении. Смертельная доза при отравлении через рот для взрослого человека составляет 15-20 г, для детей — 4-5 г.
борная кислота применяется в медицине с 60-х годов XIX века как антисептическое средство, не раздражающее ран и не имеющее вкуса, запаха и цвета. В современной медицине противомикробная эффективность борной кислоты считается низкой.
Использование борной кислоты в качестве антисептического средства для детей, а также беременных и кормящих женщин было запрещено 2 февраля 1987 года Министерством здравоохранения СССР по рекомендации Фармакологического комитета с формулировкой: «…запретить использование борной кислоты в качестве антисептического средства у детей грудного возраста, а также у женщин в период беременности и лактации в связи с её низкой активностью и высокой токсичностью».
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 для взрослых, а также в виде 2%-го 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 пищевой промышленности зарегистрирована как пищевая добавка E284 (на территории России эта добавка не входит в список разрешённых к применению).
- В ювелирном деле — как основа флюсов для пайки золотосодержащих сплавов.
- В литейном производстве — связующее при кислой футеровке печей, компонент защиты струи от окисления при разливке магниевых сплавов.
- В быту — уничтожение тараканов, муравьёв, клопов.
- В производстве керамики, оптоволокна, стекловолокна, стекла,
- В качестве антипирена для защиты древесины,
- В составе электролитов для меднения и никелирования.
