硼酸
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硼酸 | |||
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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 |
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InChI |
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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 | |||
ΔfHm | 1093.99 kJ/mol (固) 992.28 kJ/mol (气) | ||
S | 88.7 J/mol/K (固) 295.23 J/mol/K (气) | ||
危险性 | |||
NFPA 704 | 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 [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。
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
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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
^ http://tw.britannica.com/MiniSite/Article/id00009018.html[永久失效連結]
^ 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).
^ BORIC ACID. [2005-05-15]. (原始内容存档于2012-12-08).
^ 硼酸. 化工产品物性辞典. [2008-02-19]. (原始内容存档于2007-08-09).
^ 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.
^ 6.06.16.26.36.4 dfmg.com.tw - This website is for sale! - dfmg Resources and Information.. (原始内容存档于2008-12-20).
^ Active Ingredient Fact Sheets (PDF).
^ 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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