硼酸(分子式:H3BO3)别名:原硼酸,正硼酸,是一種无机酸,为白色结晶性粉末,有滑腻手感,无气味,主要用于消毒、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]
製造
通常以硼砂与硫酸反应来制备硼酸:
![{\displaystyle {\ce {Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O -> 4H3BO3 + Na2SO4}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/17d48b40650f166c866e1c1fd4d28d8053653dd4)
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,很多地方都有,例如:
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,他是用硫酸和四硼酸鈉混合反應而製造的,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。
![{\displaystyle {\ce {B(OH)3 + 2H2O <=> [B(OH)4]- + H3O+}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8cbd54f1a35f3e861ad2d0791fdd4b3900d47fed)
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。
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會在體內累積,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:
用途
醫藥用途
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]
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)的食物餌从而殺死害蟲,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,因此其具有防腐用途。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
延伸閱讀
参考文献
- ^ http://tw.britannica.com/MiniSite/Article/id00009018.html[永久失效連結]
- ^ 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).
- ^ 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. [2008-02-19]. (原始内容存档于2009-07-17).
- ^ 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).
- ^ Active Ingredient Fact Sheets (PDF). [2008-02-19]. (原始内容存档 (PDF)于2010-01-04).
- ^ 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