Interested Article - Борная кислота

Структура плоского слоя в ортоборной кислоте

Бо́рная кислота́ (от лат. acidum Boricum , ортоборная кислота, химическая формула — H 3 BO 3 или B(OH) 3 ) — слабая химическая неорганическая кислота , отвечающая высшей степени окисления бора (+3). Впервые была получена в 1702 году в Париже немецким химиком Вильгельмом Хомбергом (состава ее он, однако, не знал).

При стандартных условиях, борная кислота — это 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 .

Метаборная кислота ( HBO 2 ) — это бесцветные кристаллы. Она существует в трёх модификациях — наиболее устойчивой γ-НВО 2 с кубической решёткой, β-НВО 2 с моноклинной решёткой и α-НВО 2 с ромбической решёткой.

Нахождение в природе

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

Физические свойства

Борная кислота — это одноосновная кислота Льюиса , часто используемая в качестве инсектицида , антисептика , огнезащитного состава , поглотителя нейтронов или предшественника для получения иных химических составов.

При нагревании ортоборная кислота теряет воду и сначала переходит в метаборную кислоту, затем в тетраборную H 2 B 4 O 7 . При дальнейшем нагревании обезвоживается до борного ангидрида .

Водные растворы борной кислоты являются смесью полиборных кислот общей формулы Н 3m-2n В m О 3m-n . В природе встречается в виде минерала сассолина .

Расстояние между соседними слоями — 318 пм.

Химические свойства

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:

K a = 5,8⋅10 −10 моль/л; p K 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 Н 2 В 4 О 7 , которая является значительно более сильной кислотой, чем ортоборная.

Очень слабые признаки амфотерности B(OH) 3 проявляет, образуя малоустойчивый гидросульфат бора В(HSO 4 ) 3 .

При нейтрализации ортоборной кислоты щелочами в водных растворах не образуются ортобораты, содержащие ион (ВО 3 ) 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 тетраборат кальция:

Взаимодействует с металлами при нагревании:

Термическое разложение борной кислоты происходит в две стадии при медленном нагревании:

Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты образует эфиры :

Кислота в данном случае отыгрывает роль водоотбирающего средства, и дополнительно протонирует ортоборатную кислоту для разрушения связей между бором и кислородом.

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

Получение

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

Является продуктом гидролиза диборана или тригалогенидов бора :

Борная кислота в медицине

Борный спирт (от 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 пероральным приёмом для взрослого человека составляет 15-20 г, для детей — 4-5 г .

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» .

Применение

Примечания

  1. . Дата обращения: 6 декабря 2022. 6 декабря 2022 года.
  2. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Chapter 13: The Group 13 Elements // (англ.) . — 3rd. — Pearson, 2008. — P. . — ISBN 978-0-13-175553-6 .
  3. 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.
  4. Прозоровский В. // Наука и жизнь : журнал. — М. , 2003. — Ноябрь ( № 11 ). — ISSN . 14 января 2018 года.
  5. . Дата обращения: 23 декабря 2014. 4 марта 2016 года.
  6. . Дата обращения: 7 июля 2016. 22 июля 2016 года.
  7. . Дата обращения: 17 сентября 2019. 28 марта 2022 года.
  8. В. Н. Витер. // «Химия и химики» : электронный журнал. — К. : В. Н. Витер, 2017. — № 1 . 28 сентября 2019 года.

Литература

Источник —

Same as Борная кислота