硼酸分子式:H3BO3)别名:原硼酸,正硼酸,是一种无机酸,为白色结晶性粉末,有滑腻手感,无气味,主要用于消毒杀虫防腐,在核电站控制核分裂的速度,以及制取其他化合物。其为白色粉末或透明结晶,可溶于;有时也会以矿物的形式存在,常存在溶解于某些矿物火山湖水或温泉[1]

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  checkY
PubChem 7628
ChemSpider 7346
SMILES
 
  • B(O)(O)O
InChI
 
  • 1/BH3O3/c2-1(3)4/h2-4H
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 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
ΔfHm298K 1093.99 kJ/mol (固)
992.28 kJ/mol (气)
S298K 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,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

制造

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通常以硼砂硫酸反应来制备硼酸:

 

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,经过过滤、结晶和干燥的处理,即得硼酸。

存在

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硼酸很常见,很多地方都有,例如:

性质

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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。

硼酸首先由霍姆贝格(1652-1715)制得,他是用硫酸四硼酸钠混合反应而制造的,霍姆贝格将之命名为 sal sedativum Hombergi,意思是“霍氏镇静盐”。虽然硼酸在水中很稳定,但只要将之加热到170 °C就会分解成偏硼酸 (HBO2),偏硼酸是白色晶体,较难溶解于水,大约在 236 °C熔化,如果继续加热到 300 °C 就有可能进一步分解成四硼酸(H2B4O7)或叫焦硼酸,为白色固体,而如又进一步加热的话就变成三氧化二硼[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。

 

硼酸和硼酸盐可以很迅速地与多元(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。

分子结构

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硼酸是由不对称氢键相连的 B(OH)3 单元组成的片层结构,层间的距离为318皮米

 
 
硼酸的结构
硼酸之间的分子是由氢键(虚线)连接起来的。

危险性

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人类

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一般硼酸的毒性不大,成人的致死量约为按每公斤体重15~20,而小孩为每公斤体重3~6。一次大量的吸收后可能会导致急性中毒,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,一般会在3~5死亡。如果反复食用小剂量会在体内累积,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]

动物

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一般来说,含 0.25% 硼酸饮用水喂食动物引起慢性中毒,硼酸会抑制动物生长, 动物尸体解剖并无组织受损现象,周围血液循环也没有改变。根据实验结果:

用途

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医药用途

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硼酸可以用于消毒或治疗较小的割伤和烧伤,有时也被用作制造敷药、软膏等药品的原料。硼酸可以治疗霉菌感染,例如念珠菌症等疾病。以少量硼酸浸湿袜子可以治疗足癣(香港脚),硼酸还可以治疗人类和哺乳动物的外耳炎。

硼酸是唯一可以施用在眼部的酸,因此硼酸也是市面上多数眼药水的重要成分。[6]

杀虫

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硼酸曾被美国国家环境保护局用作控制蟑螂白蚁火蚁跳蚤蠹鱼和其他爬行害虫杀虫剂。硼酸会影响牠们的新陈代谢并腐蚀牠们的外骨骼,它可以做成含有引诱剂(砂糖等)的食物饵从而杀死害虫,直接用干燥的硼酸也有同样的效果。如果直接用硼酸的话,硼酸可能会渗进入地板的裂缝,而当昆虫走过裂缝时,上便沾有硼酸,当牠们再整理自己时(用舔舐)就会吃进硼酸,食后成脱水状态,会出屋外觅水,这导致牠们在三到十天内死亡[2][6][7] 有杀蟑药采用硼酸当作饵剂成分:如在摆放后约3-7日内逐渐看不到蟑螂出没,也无尸体踪影,即见效果;且可保屋内清洁,和农药成分的连锁杀蟑药相较之下,较可避免造成细菌孳生。

防腐

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硼酸还可以杀死细菌白蚁,因此其具有防腐用途。因为硼酸有毒,所以很少用在食物方面,但常用在木头等容易腐烂的东西上。通常会把硼酸制成特殊的软膏,并且涂在木头上,或者把浸泡过硼酸和乙二醇的木条打入木头内,这样的优点就是硼酸做的药剂可以进到木头的深处。上述的两种作法都可以达到防真菌细菌白蚁湿气等功能。[2][6]

其他工业用途

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硼酸亦可用于制造玻璃铀料珐琅皮革、纸、黏合剂和炸药。在美国更广泛用于洗洁剂,由于熔化的硼酸能溶解其他金属氧化物,因此也可用作铜焊和焊接时的助熔剂。[8]

核电站用途

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硼酸还可以在核电站内控制核分裂速率,并且影响核电站的发电量,一般来说,核分裂时释放的中子量控制着核分裂的速率,而就是一种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,高达80%。因此可把硼-10做成的硼酸注入反应堆,或是加入控制棒里面,以控制核分裂的速率。[2][6]

参见

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延伸阅读

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参考文献

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  1. ^ http://tw.britannica.com/MiniSite/Article/id00009018.html[永久失效链接]
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 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. [2008-02-19]. (原始内容存档于2009-07-17). 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 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). [2008-02-19]. (原始内容存档 (PDF)于2010-01-04). 
  8. ^ 艺术与建筑索引典—硼酸[永久失效链接].于2010年2月23日查阅{{dea link|date=December 2016