Борна кислота

Борная кислота (от лат. acidum Boricum, ортоборная кислота, химическая формула — H3BO3 или B(OH)3) — слабая химическая неорганическая кислота, отвечающая высшей степени окисления бора (+3).

При стандартных условиях, борная кислота — это бесцветное кристаллическое вещество в виде чешуек без запаха, имеет слоистую триклинную решётку, в которой молекулы кислоты соединены водородными связями в плоские слои, слои соединены между собой межмолекулярными связями, длина которых составляет 272 пм.

Метаборная кислота (HBO2) — это бесцветные кристаллы. Она существует в трёх модификациях — наиболее устойчивой γ-НВО2 с кубической решёткой, β-НВО2 с моноклинной решёткой и α-НВО2 с ромбической решёткой.

В природе свободная борная кислота встречается в виде минерала сассолина, в горячих источниках и минеральных водах.

Борная кислота — это одноосновная кислота Льюиса, часто используемая в качестве инсектицида, антисептика, огнезащитного состава, поглотителя нейтронов или предшественника для получения иных химических составов.

При нагревании ортоборная кислота теряет воду и сначала переходит в метаборную кислоту, затем в тетраборную H2B4O7. При дальнейшем нагревании обезвоживается до борного ангидрида.

Водные растворы борной кислоты являются смесью полиборных кислот общей формулы Н3m-2nВmО3m-n. В природе встречается в виде минерала сассолина.

Расстояние между соседними слоями — 318 пм.

Борная кислота проявляет очень слабые кислотные свойства. Она сравнительно мало растворима в воде. Её кислотные свойства обусловлены не отщеплением катиона Н+, а присоединением гидроксильного аниона.
Она легко вытесняется из растворов своих солей большинством других кислот. Соли её, называемые боратами, производятся обычно от различных полиборных кислот, чаще всего — тетраборной Н2В4О7, которая является значительно более сильной кислотой, чем ортоборная.

Очень слабые признаки амфотерности B(OH)3 проявляет, образуя малоустойчивый гидросульфат бора В(HSO4)3.

При нейтрализации ортоборной кислоты щелочами в водных растворах не образуются ортобораты, содержащие ион (ВО3)3−, поскольку ортобораты гидролизуются практически полностью, вследствие слишком малой константы образования [В(ОН)4]−. В растворе образуются тетрабораты, метабораты или соли других полиборных кислот. Избытком щелочи они могут быть переведены в метабораты. Мета- и тетрабораты гидролизуются, но в меньшей степени.

При нагревании борная кислота растворяет оксиды металлов, образуя соли. При избытке оксида образуется метаборат кальция. При недостатке оксида образуется тетраборат кальция. Взаимодействует с металлами при нагревании.
Термическое разложение борной кислоты происходит в две стадии при медленном нагревании. Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты образует эфиры.
Образование борнометилового эфира В(ОСН3)3 является качественной реакцией на Н3ВО3 и соли борных кислот, при поджигании борнометиловый эфир горит красивым ярко-зелёным пламенем.

Борная кислота может быть получена путём смешения буры (Тетрабората натрия) с минеральной кислотой, например, соляной. Является продуктом гидролиза диборана или тригалогенидов бора.

Борный спирт (от лат. Solutio Acidi borici spirituosa) — раствор борной кислоты в этиловом спирте (как правило, в 70 % этаноле).

Спиртовые растворы борной кислоты в концентрации 0,5 %, 1 %, 2 %, 3 %, 5 % готовятся на 70 % этиловом спирте и применяются в качестве антисептика и как противозудное средство при обтирании здоровых участков кожи вокруг очагов пиодермии, а также в качестве ушных капель.

Борная кислота может быть опасна только при бесконтрольном приёме внутрь. Опасная концентрация в организме человека (а особенно ребёнка) может возникнуть при регулярном применении. Смертельная доза при отравлении пероральным приёмом для взрослого человека составляет 15-20 г, для детей — 4-5 г.

Борная кислота применяется в медицине с 1860-х годов как антисептическое средство, не раздражающее ран и не имеющее вкуса, запаха и цвета. В современной медицине противомикробная эффективность борной кислоты считается низкой.

Использование борной кислоты в качестве антисептического средства для детей, а также беременных и кормящих женщин было запрещено 2 февраля 1987 года Министерством здравоохранения СССР по рекомендации Фармакологического комитета с формулировкой: «…запретить использование борной кислоты в качестве антисептического средства у детей грудного возраста, а также у женщин в период беременности и лактации в связи с её низкой активностью и высокой токсичностью».

Применение:
В ядерных реакторах в качестве поглотителя нейтронов, растворённого в теплоносителе ядерного реактора.
Борное удобрение.
В лабораториях для приготовления буферных растворов.
В медицине — как самостоятельное дезинфицирующее средство для взрослых, а также в виде 2%-го раствора — для промывки кожи после попадания щелочей.
На основе борной кислоты производятся различные комбинированные препараты (группа АТХ D08AD), например паста Теймурова.
В пленочной фотографии — в составе мелкозернистых проявителей и кислых фиксажей для создания слабой кислотной среды.
В пищевой промышленности зарегистрирована как пищевая добавка E284 (на территории России эта добавка не входит в список разрешённых к применению).
В ювелирном деле — как основа флюсов для пайки золотосодержащих сплавов.
В литейном производстве — связующее при кислой футеровке печей, компонент защиты струи от окисления при разливке магниевых сплавов.
В быту — уничтожение тараканов, муравьёв, клопов.
В производстве керамики, оптоволокна, стекловолокна, стекла,
В качестве антипирена для защиты древесины,
В составе электролитов для меднения и никелирования.
Как люминофор или в качестве компонента люминофора для учебных экспериментов по люминесценции веществ.