硼酸

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硼酸










IUPAC名
boric acid
trihydroxidoboron
英文名

boric acid
别名
原硼酸、正硼酸
识别

CAS号

10043-35-3  ✓

PubChem

7628

ChemSpider

7346

SMILES



InChI



InChIKey

KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYAI

EINECS

233-139-2

ChEBI

33118

KEGG

D01089
性质

化学式

B(OH)3

摩尔质量
61.832 g·mol⁻¹
外观
白色晶体

密度
1.435 g/cm³ (固)

熔点
169 °C 分解

溶解性(水)
5.7 g/100 ml (25 °C)

pKa

9.24
结构

分子构型

平面三角形

偶极矩
0
热力学

ΔfHmo298K
1093.99 kJ/mol (固)
992.28 kJ/mol (气)

So298K
88.7 J/mol/K (固)
295.23 J/mol/K (气)
危险性

NFPA 704


NFPA 704.svg

0

1

0

 



闪点
不可燃
相关物质
相关化学品

三氧化二硼、硼砂
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

在化學中,硼酸(分子式:H3BO3)是一種无机酸,主要用于消毒、殺蟲、防腐,在核電站控制鈾核分裂的速度,以及制取其他硼化合物。其為白色粉末或透明結晶,可溶於水;有時也會以礦物的形式存在,常存在溶解於某些礦物、火山湖水或溫泉。[1]




目录





  • 1 製造


  • 2 存在


  • 3 性質


  • 4 分子結構


  • 5 危險性

    • 5.1 人類


    • 5.2 動物



  • 6 用途

    • 6.1 醫藥用途


    • 6.2 殺蟲


    • 6.3 防腐


    • 6.4 其他工業用途

      • 6.4.1 核電站用途




  • 7 參見


  • 8 延伸閱讀


  • 9 参考文献




製造


通常以硼砂与硫酸反应来制备硼酸:


Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4H3BO3 + Na2SO4

或将硼矿粉与碳酸氢铵溶液混合,经加热后分解得到含硼酸铵料液,再经脱氨,得到硼酸。也可以用盐酸酸解硼精矿,經過过滤、结晶和干燥的處理,即得硼酸。



存在


硼酸很常見,存在於很多地方,例如:



  • 海水裡。


  • 植物裡,尤其是水果,幾乎每種水果都有硼酸。[2]

  • 某些特定地區的火山,通常是存在火山口的蒸氣中。[2]

  • 一些溫泉中。[2]


  • 天然硼酸,顧名思義,就是天然的硼酸礦物。

  • 和很多其他礦物中,例如硼砂、方硼石、硬硼鈣石等等。


性質


溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中,水溶液呈弱酸性。硼酸在水中的溶解度随温度升高而增大,并能随水蒸汽挥发。


硼酸首先由霍姆貝格(1652-1715)製得,他是用硫酸和硼砂混合反應而製造的,霍姆貝格將之命名為 sal sedativum Hombergi,意思是「霍氏镇静盐」。雖然硼酸在水中很穩定,但只要將之加熱到170 °C就會分解成偏硼酸 (HBO2),偏硼酸是白色晶體,較難溶解於水,大約在 236 °C熔化,如果繼續加熱到 300 °C 就有可能進一步分解成四硼酸(H2B4O7)或叫焦硼酸,為白色固體,而如又進一步加熱的話就變成三氧化二硼。[3][4]


水溶液中,硼酸主要以未电离的 B(OH)3 形式存在,只有少数与水中的 OH- 结合形成 [B(OH)4],使硼酸具有一元弱酸的性质。



B(OH)3 + 2H2O 化学平衡符号 [B(OH)4]- + H3O+

硼酸和硼酸盐可以很迅速地与多元醇(如甘油)和α-羟基羧酸形成稳定的螯合物,使其酸性增强。这是分析化学用氢氧化钠溶液在甘露醇存在下滴定硼酸的基础。



分子結構


硼酸是由不对称氫鍵相连的 B(OH)3 单元组成的片层结构,层間的距離為318皮米。






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Boric-acid-layer-3D-balls.png
硼酸的結構。
硼酸之間的分子是由氫鍵(虛線)連接起來的。


危險性



人類


一般硼酸的毒性不大,成人的致死量约为按每公斤體重15~20克,而小孩為每公斤體重3~6克。一次大量的吸收後可能會導致急性中毒,早期症状为呕吐、腹泻、皮疹、中枢神经系统先兴奋后抑制。严重得发生循环衰竭或休克,一般會在3~5天死亡。如果反复食用小劑量可产生蓄积,导致慢性中毒,出现厌食、乏力、精神错乱、皮炎、秃发、月经紊乱。[5]



動物


一般來說,含 0.25% 硼酸飲用水餵食動物引起慢性中毒,硼酸會抑制動物生長, 動物屍體解剖並無組織受損現象,周圍血液循環也沒有改變。根據實驗結果:



  • 天竺鼠口服攝入硼酸的致死劑量為 175 mg/kg。


  • 大鼠的半數致死劑量為900mg/kg。


  • 小鼠的半數致死劑量為466mg/kg。


  • 鱒魚的半數致死濃度為100 ppm(軟水)或 79 ppm(硬水)[6]


用途



醫藥用途




硼酸可以拿來消毒或治療較小的割傷和燒傷,有的時候也做成敷藥、軟膏等藥品,稀釋過的硼酸水溶液可以當作眼藥水。硼酸可以治療黴菌感染,例如念珠菌症之類的疾病。在襪子(或長襪)里放一些硼酸可以用來治療足癬(香港腳),硼酸還可以治療外耳炎(在人類和動物身上都可以。)
硼酸是唯一知道對眼睛有益的酸,所以硼酸能用在眼科學的方面。[6]



殺蟲


硼酸曾被美國國家環境保護局用作控制蟑螂、白蟻、火蟻、跳蚤、蠹魚和其他爬行害蟲的殺蟲劑。硼酸會影響牠們的新陳代謝並腐蝕牠們的外骨骼,它可以做成含有引誘劑(砂糖等)的食物餌殺死害蟲,直接用乾燥的硼酸也有同樣的效果。如果直接用硼酸的話,硼酸可能會滲進入地板的裂縫,而當昆蟲走過裂縫時,腳上便沾有硼酸,當牠們再整理自己時(用嘴舔舐)就會吃進硼酸,食後成脫水狀態,會出屋外覓水,這導致牠們在三到十天內死亡。[2][6][7] 有殺蟑藥採用硼酸當作餌劑成分:如在擺放後約3-7日內逐漸看不到蟑螂出沒,也無屍體蹤影,即見效果;且可保屋內清潔,和農藥成份的連鎖殺蟑藥相較之下,較可避免造成細菌孳生。



防腐


硼酸还可以殺死細菌和白蟻,因此可以防腐。因為硼酸有毒,所以很少用在食物方面,但常用在木頭等容易腐爛的東西上。通 常會把硼酸製成特殊的軟膏,並且塗在木頭上,或者把浸泡過硼酸和乙二醇的木條打入木頭內,這樣的優點就是硼酸做的藥劑可以進到木頭的深處。上述的兩種作法都可以達到防真菌、細菌、白蟻和溼氣等功能。[2][6]



其他工業用途


硼酸亦可用於製造玻璃、鈾料、琺瑯、皮革、紙、黏合劑和炸藥。在美國更廣泛用於洗潔劑,由於熔化的硼酸能溶解其他金屬氧化物,因此也可用作銅銲和焊接時的助熔劑。[8]



核電站用途



硼酸还可以在核電站內控制核分裂速率,並且影響核電站的發電量,一般來說,核分裂時釋放的中子量控制著核分裂的速率,而硼就是一種很能吸收中子的原子,吸收的量有20%,其中硼-10(硼的同位素之一)的最高,高達80%。因此可把硼-10做成的硼酸注入反應爐,或是加入控制棒裡面,以控制核分裂的速率。
[2][6]



參見


  • 硼的同位素


延伸閱讀



  • 硼酸 于化工引擎.


  • ChemSub Online 硼酸


参考文献




  1. ^ http://tw.britannica.com/MiniSite/Article/id00009018.html[永久失效連結]


  2. ^ 2.02.12.22.32.42.5 存档副本 (PDF). [2008-04-21]. (原始内容 (PDF)存档于2008-04-06). 


  3. ^ BORIC ACID. [2005-05-15]. (原始内容存档于2012-12-08). 


  4. ^ 硼酸. 化工产品物性辞典. [2008-02-19]. (原始内容存档于2007-08-09). 


  5. ^ 硼酸;物理性质,化学性质,英文名,分子量,结构式,分子式,CAS号,制备方法,用途,溶点,沸点,毒性,MSDS,供应商,公司. 


  6. ^ 6.06.16.26.36.4 dfmg.com.tw - This website is for sale! - dfmg Resources and Information.. (原始内容存档于2008-12-20). 


  7. ^ Active Ingredient Fact Sheets (PDF). 


  8. ^ 藝術與建築索引典—硼酸[永久失效連結].於2010年2月23日查閱{{dea link|date=December 2016


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