WikiSort.ru - Не сортированное

Борная кислота
Общие
Систематическое наименование	Ортоборная кислота
Хим. формула	H3BO3
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	61,83 г/моль
Плотность	1,435 (15 °C)
Термические свойства
Т. плав.	170.9 °C, 444 K, 340 °F
Т. кип.	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
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
Безопасность
Токсичность	0 2 0
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

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).

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 272пм. Расстояние между соседними слоями — 318пм.

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 Н_3m-2nВ_mО_3m-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:

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}B_{4}O_{7}\cdot 10H_{2}O+2HCl\rightarrow 4H_{3}BO_{3}+2NaCl+5H_{2}O}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {B_{2}H_{6}+6H_{2}O\rightarrow 2H_{3}BO_{3}+6H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {BCl_{3}+3H_{2}O\rightarrow H_{3}BO_{3}+3HCl}}}$

Свойства

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

${\displaystyle {\mathsf {B(OH)_{3}+H_{2}O\rightarrow H[B(OH)_{4}]}}}$

K_a = 5.8⋅10⁻¹⁰ моль/л; pK_a = 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:

${\displaystyle {\mathsf {2NaOH+4H_{3}BO_{3}\longrightarrow Na_{2}B_{4}O_{7}+7H_{2}O}}}$

Избытком щелочи они могут быть переведены в метабораты:

${\displaystyle {\mathsf {2NaOH+Na_{2}B_{4}O_{7}\longrightarrow 4NaBO_{2}+H_{2}O}}}$

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

В подкисленных водных растворах боратов устанавливаются следующие равновесия:

${\displaystyle {\mathsf {3H[B(OH)_{4}]\rightleftarrows H^{+}+[B_{3}O_{3}(OH)_{4}]^{-}+5H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {[B_{3}O_{3}(OH)_{4}]^{-}+OH^{-}\rightleftarrows [B_{3}O_{3}(OH)_{5}]^{2-}}}}$

При нагревании борная кислота растворяет оксиды металлов, образуя соли.

Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты образует эфиры:

${\displaystyle {\mathsf {H_{3}BO_{3}+\ 3CH_{3}OH\longrightarrow \ 3H_{2}O+\ B(OCH_{3})_{3}}}}$

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

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 ^[2].

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»^[3].

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^[4]).
• 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^[5],
• В качестве антипирена для защиты древесины,
• В составе электролитов для меднения и никелирования.

Примечания

Ссылки

• Прозоровский В. Коварная борная кислота (рус.) // Наука и жизнь. — 2003. — № 11.

Литература

• 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.