Борна кислота

Борна кислота (H₃BO₃) — це слабка моноосновна кислота, яка складається з трьох молекул води і молекули бору.

Інші назви: ортоборна, ортоборатна, боратна кислота

Хімічні властивості борної кислоти

Борна кислота (H₃BO₃) має наступні хімічні властивості:

1. Реакція з лугами: Борна кислота взаємодіє з лугами, утворюючи боратні солі. Наприклад, реакція з гідроксидом натрію (NaOH) може мати наступний вигляд: H₃BO₃ + NaOH → Na[B(OH)₄]
2. Дисоціація: У водних розчинах H₃BO₃ слабо дисоціює, утворюючи іони водню (H+) і іони борату (BO3-). Дисоціація відбувається згідно з рівнянням: H₃BO₃ ⇌ H+ + H₂BO3-
3. Амфотерність: H₃BO₃ має амфотерні властивості, тобто вона може взаємодіяти як з лугами, так і з кислотами. Вона може реагувати з основами, утворюючи боратні солі, і з кислотами, утворюючи боратні естери.
4. Окиснювальні властивості: Високі температури та концентровані розчини борної кислоти можуть виявляти окислювальну активність.
5. Утворення комплексних сполук: H₃BO₃ може утворювати комплексні сполуки з деякими іонами, наприклад, з металами, які мають високу афінітет до бору.
6. Властивості гідрату: Борна кислота існує у вигляді гідрату, в якому молекули кислоти зв’язані з молекулами води. Наприклад, пентагідрат борної кислоти (H₃BO₃·5H₂O) є одним з поширених гідратів.

Важливо враховувати, що борна кислота може бути слабкою, але все ж кислотою, тому потрібно дотримуватися відповідних заходів безпеки при роботі.

Отримання

Борну кислоту (H₃BO₃) можна отримати декількома способами. Один з них – це окиснення борної складової природи, такої як боракс (Na₂B₄O₇·10H₂O), або борангідрату (BH₃·THF), киснем або кисневмісними газами, наприклад, повітрям.

Ось загальна реакція:

2 B₂O₃ + 3 O₂ → 2 H₃BO₃

У цій реакції борна складова, така як боракс або борангідрат, окислюється киснем або кисневмісними газами, утворюючи борну кислоту.

Інший метод отримання борної кислоти включає реакцію борангідрату (BH₃·THF) з холоридом водню (HCl). Реакція може мати наступний вигляд:

BH₃·THF + 3 HCl → B(OH)₃ + 3 THF + H₂Cl₂

У цій реакції борангідрат реагує з холоридом водню, утворюючи борну кислоту, тетрагідрофуран (THF) і дихлорид водню (H₂Cl₂).

Варто підкреслити, що отримання борної кислоти може вимагати використання спеціального обладнання та дотримання певних заходів безпеки

Застосування

Борна кислота (H₃BO₃) має широкий спектр застосувань у різних галузях.

Ось деякі з них:

1. Виробництво скла: Борна кислота є важливим складником у виробництві скла. Вона використовується як плавильний агент, що знижує температуру плавлення скляної маси і покращує її хімічну стійкість.
2. Сільське господарство: H₃BO₃ використовується як мікроелементне добриво для рослин. Бор є необхідним для правильного розвитку рослин, а його додавання у вигляді борної кислоти допомагає уникнути борування ґрунту.
3. Вогнезахисні матеріали: Борна кислота використовується як складник у вогнезахисних матеріалах. Вона здатна запобігати поширенню вогню і використовується в покриттях, піноутворювачах та інших вогнезахисних матеріалах.
4. Хімічна промисловість: Борна кислота використовується як каталізатор або проміжний продукт у виробництві різних хімічних речовин, таких як полімери, синтетичні смоли та фарби.
5. Медична і косметична промисловість: H₃BO₃ використовується в деяких медичних і косметичних продуктах, наприклад, як консервант, антибактеріальний агент або регулятор pH.
6. Аналітична хімія: Борна кислота використовується як реагент у хімічних аналітичних методах для визначення наявності та кількості деяких речовин, таких як феноли, аміносполуки та металеві катіони.