Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Борная кислота

Борная кислота


борная кислота

Борная кислота
борная кислота   
  борная кислота
Систематическое
наименование
Ортоборная кислота
Хим. формулаH3BO3
Состояниетвёрдое
Молярная масса61,83 г/моль
Плотность1,435 (15 °C)
Т. плав.170.9 °C, 444 K, 340 °F
Т. кип.300 °C, 573 K, 572 °F °C
pKa9,24 (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
ГОСТГОСТ 9656-75 ГОСТ 18704-78
Рег. номер CAS10043-35-3
PubChem
Рег. номер EINECS233-139-2
SMILES
InChI
Кодекс АлиментариусE284
RTECSED4550000
ChEBI33118
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

кристаллическая решетка борная кислота

Структура плоского слоя в ортоборной кислоте

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.

борная кислота

Нахождение в природе

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


борная кислота
             Борная кислота ЧДА и ХЧ

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».

борная кислота

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.
борная кислота