硼酸(分子式:)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。
製造
通常以硼砂与硫酸反应来制备硼酸:
: Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O -> 4H3BO3 + Na2SO4
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:
- 海水
- 植物,尤其是水果,幾乎每種水果都有硼酸
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 结合形成 []−,使硼酸具有一元弱酸的性质。
: B(OH)3 + 2H2O [B(OH)4]- + H3O+
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。
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:
- 天竺鼠口服攝入硼酸的致死劑量為 175 mg/kg。
- 大鼠的半數致死劑量為900mg/kg。
- 小鼠的半數致死劑量為466mg/kg。
- 鱒魚的半數致死濃度為100 ppm(軟水)或 79 ppm(硬水)。
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。 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。
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。
參見
- 硼的同位素
延伸閱讀
- [http://www.chemyq.com/xz/xz1/96pqbbt.htm 硼酸] 于化工引擎.
- [http://chemsub.online.fr/name/��酸.html ChemSub Online] 硼酸
参考文献
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