硼酸

化合物

硼酸分子式:H3BO3)別名:原硼酸,正硼酸,是一種無機酸,為白色結晶性粉末,有滑膩手感,無氣味,主要用於消毒殺蟲防腐,在核電站控制核分裂的速度,以及製取其他化合物。其為白色粉末或透明結晶,可溶於;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]

硼酸
IUPAC名
boric acid
trihydroxidoboron
英文名 boric acid
別名 原硼酸、正硼酸
識別
CAS編號 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
ΔfHm298K 1093.99 kJ/mol (固)
992.28 kJ/mol (氣)
S298K 88.7 J/mol/K (固)
295.23 J/mol/K (氣)
危險性
NFPA 704
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,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

製造

通常以硼砂硫酸反應來製備硼酸:

 

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

硼酸很常見,很多地方都有,例如:

性質

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,並能隨水蒸汽揮發。

硼酸首先由霍姆貝格(1652-1715)製得,他是用硫酸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「霍氏鎮靜鹽」。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。

 

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

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

 
 
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,成人的致死量約為按每公斤體重15~20,而小孩為每公斤體重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,一般會在3~5死亡。如果反覆食用小劑量會在體內累積,導致慢性中毒,出現厭食乏力精神錯亂皮炎禿髮月經紊亂。[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

硼酸可以用於消毒或治療較小的割傷和燒傷,有時也被用作製造敷藥、軟膏等藥品的原料。硼酸可以治療黴菌感染,例如念珠菌症等疾病。以少量硼酸浸濕襪子可以治療足癬(香港腳),硼酸還可以治療人類和哺乳動物的外耳炎。

硼酸是唯一可以施用在眼部的酸,因此硼酸也是市面上多數眼藥水的重要成分。[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)的食物餌從而殺死害蟲,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,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

硼酸還可以殺死細菌白蟻,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濕氣等功能。[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

硼酸還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堆,或是加入控制棒裏面,以控制核分裂的速率。[2][6]

參見

延伸閱讀

參考文獻

  1. ^ http://tw.britannica.com/MiniSite/Article/id00009018.html[永久失效連結]
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 存档副本 (PDF). [2008-04-21]. (原始內容 (PDF)存檔於2008-04-06). 
  3. ^ BORIC ACID. [2005-05-15]. (原始內容存檔於2012-12-08). 
  4. ^ 硼酸. 化工產品物性辭典. [2008-02-19]. (原始內容存檔於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]. (原始內容存檔於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.. (原始內容存檔於2008-12-20). 
  7. ^ Active Ingredient Fact Sheets (PDF). [2008-02-19]. (原始內容存檔 (PDF)於2010-01-04). 
  8. ^ 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