硼酸

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硼酸
IUPAC名
boric acid
trihydroxidoboron
英文名 boric acid
別名 原硼酸、正硼酸
識別
CAS號 10043-35-3
SMILES
性質
化學式 B(OH)3
摩爾質量 61.832 g·mol⁻¹
外觀 白色晶體
密度 1.435 g/cm³ (固)
熔點 169 °C 分解
溶解性 5.7 g/100 ml (25 °C)
pKa 9.24
結構
分子構型 平面三角形
偶極矩 0
熱力學
ΔfHmo298K 1093.99 kJ/mol (固)
992.28 kJ/mol (氣)
So298K 88.7 J/mol/K (固)
295.23 J/mol/K (氣)
危險性
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
1
0
 
閃點 不可燃
相關物質
相關化學品 三氧化二硼硼砂
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

硼酸分子式:H3BO3)是一種無機酸,主要用於消毒殺蟲防腐,在核電站中控制核分裂的速度,以及製取其他化合物。它是白色粉末或透明結晶,可溶於。硼酸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中。[1]

製造[編輯]

通常以硼砂硫酸反應來製備硼酸:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4H3BO3 + Na2SO4

或將硼礦粉與碳酸氫銨溶液混合,經加熱後分解得到含硼酸銨料液,再經脫氨,得到硼酸。也可以用鹽酸酸解硼精礦,經過過濾、結晶和乾燥的處理,即得硼酸。

存在[編輯]

硼酸很常見,存在於很多地方,例如:

性質[編輯]

溶於水、酒精、甘油、醚類及香精油中,水溶液呈弱酸性。硼酸在水中的溶解度隨溫度升高而增大,並能隨水蒸氣揮發。

硼酸首先由霍姆貝格(1652-1715)製得,他是用硫酸硼砂混合反應而製造的,霍姆貝格把它命名為"sal sedativum Hombergi" 意思是「霍氏鎮靜鹽」。雖然硼酸在水中很穩定,但只要把它加熱到170 °C就被分解成偏硼酸H B O2),偏硼酸是一種白色的晶體,較難溶解於水,大約在236 °C熔化,如果繼續加熱到300 °C就有可能進一步的分解成四硼酸H2B4O7)或叫焦硼酸,它是一種白色固體,而如又進一步加熱的話就變成三氧化二硼了。[3][4]

水溶液中,硼酸主要以未電離的 B(OH)3 形式存在,只有少數與水中的 OH 結合形成 [B(OH)4],使硼酸具有一元弱酸的性質。

\rm B(OH)_3+2H_2O\leftrightarrow [B(OH)_4]^-+H_3O^+\,

硼酸和硼酸鹽可以很迅速地與多元(如甘油)和α-羥基羧酸形成穩定的螯合物,使其酸性增強。這是分析化學中用氫氧化鈉溶液在甘露醇存在下滴定硼酸的基礎。

分子結構[編輯]

硼酸是由不對稱氫鍵相連的 B(OH)3 單元組成的片層結構,層間的距離為318皮米

Boric-acid-unit-cell-3D-balls.png
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[編輯]

人類[編輯]

一般硼酸的毒性不大,成人的致死量約為15~20,而小孩為3~6。一次大量的吸收後可能會導致急性中毒,早期症狀為嘔吐腹瀉皮疹中樞神經系統先興奮後抑制。嚴重得發生循環衰竭或休克,如果反覆食用小劑量可產生蓄積,導致慢性中毒,出現厭食乏力精神錯亂皮炎禿髮月經紊亂。一般會在3~5死亡。[5]

動物[編輯]

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[編輯]

醫藥用途[編輯]

硼酸可以拿來消毒或治療較小的割傷燒傷,有的時候也做成敷藥軟膏藥品,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譬如念珠菌症之類的疾病。你可以在襪子裡(或長襪)放一些硼酸來治療足癬(香港腳),硼酸還可以治療外耳炎(在人類動物身上都可以。) 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[編輯]

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,上便沾有硼酸,當牠們再整理自己時(用舔舐)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[編輯]

硼酸除了可以拿來殺蟲外,也可以殺死細菌白蟻,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溼氣等功能。[2][6]

其他工業用途[編輯]

硼酸除了可以消毒殺蟲防腐外,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[編輯]

硼酸還有另一個重要的功能就是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%。因此可以把以硼-10做成的硼酸注入核能發電爐,控制核分裂的速率。 [2][6]

參見[編輯]

延伸閱讀[編輯]

參考文獻[編輯]