Борная кислота

Борная кислота
Борная кислота
Борная кислота: химическая формула
Борная кислота: вид молекулы
Борная кислота: структура
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
NFPA 704.svg


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.

Содержание

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]}
Ka = 5.8·10−10 моль/л; pKa = 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

См. также

Примечания

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

Wikimedia Foundation. 2010.

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»