Борная кислота

Бо́рная кислота́ (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).

Борная кислота
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Изображение молекулярной модели
Boric acid.jpg
Общие
Систематическое
наименование
Ортоборная кислота
Хим. формула H3BO3
Рац. формула B(OH)3
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 61,83 г/моль
Плотность 1,435 (+15 °C)
Термические свойства
Температура
 • плавления 170,9 °C, 444 K, 340 °F
 • кипения 300 °C, 573 K, 572 °F °C
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты 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
PubChem
Рег. номер EINECS 233-139-2
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус E284
RTECS ED4550000
ChEBI 33118
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
Огнеопасность 0: Негорючее веществоОпасность для здоровья 2: Интенсивное или продолжительное, но не хроническое воздействие может привести к временной потере трудоспособности или возможным остаточным повреждениям (например, диэтиловый эфир)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
0
2
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Структура плоского слоя в ортоборной кислоте

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-НВО2 с кубической решёткой, β-НВО2 с моноклинной решёткой и α-НВО2 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 Н3m-2nВmО3m-n. В природе встречается в виде минерала сассолина.

Нахождение в природеПравить

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

ПолучениеПравить

Борная кислота может быть получена путём смешения буры (Тетрабората натрия) с минеральной кислотой, например, соляной:

 

Также является продуктом гидролиза диборана или тригалогенидов бора[1]:

 
 

СвойстваПравить

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

 
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 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:

 
Избытком щелочи они могут быть переведены в метабораты:
 

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

В подкисленных водных растворах боратов устанавливаются следующие равновесия:

 
 

При нагревании борная кислота растворяет оксиды металлов, образуя соли:

При избытке оксида образуется метаборат кальция.


 


При недостатке оксида образуется тетроборат кальция

 


Взаимодействует с металлами при нагревании:

При избытке металла образуется метаборат натрия.

 


При недостатке металла образуется тетроборат натрия.

 


Термическое разложение борной кислоты происходит в две стадии , при медленном нагревании.

 : 107,5°С

 :при 150°С


Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты образует эфиры:

 

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

Борная кислота в медицинеПравить

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 [2].

Борная кислота применяется в медицине с 1860-х годов 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»[3].

ПрименениеПравить

ПримечанияПравить

  1. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Chapter 13: The Group 13 Elements // Inorganic Chemistry (неопр.). — 3rd. — Pearson, 2008. — С. 340. — ISBN 978-0-13-175553-6.
  2. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей / под ред. проф. Н. Ф. Лазарева. — Л.: Химия, 1977. — Т. 3. — С. 310. — 608 с.
  3. Прозоровский В. Коварная борная кислота (рус.) // Наука и жизнь. — 2003. — № 11.
  4. СанПиН 2.3.2.1293-03.
  5. ПРИМЕНЕНИЕ БОРНОЙ КИСЛОТЫ.
  6. Исследовательская работа учащихся по химии. Твердофазный синтез люминофоров на основе борной кислоты
  7. СПОСОБЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЮМИНОФОРОВ НА БАЗЕ ШКОЛЬНОГО КАБИНЕТА ФИЗИКИ
  8. Химия и Химики № 1 2017. Люминофоры на основе борной кислоты. Boric acid phosphors. (How to prepare variety luminophores from boric acid and organic compounds)

СсылкиПравить

ЛитератураПравить

  • Карапетьянц М. Х. Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия 1994
  • Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
  • М. Д. Машковский. Лекарственные средства. — М.: ООО «Новая волна», 2002. — Т. 2. — 608 с. — 25 000 экз. — ISBN 5-7864-0129-4.