ОКСИД БОРУ

Оксид бору – речовина білого кольору, з низькою температурою плавлення, може бути аморфним або кристалічним, гігроскопічний, типовий кислотний оксид.

Оксид бору можна отримати або безпосереднім взаємодією бору з киснем (при 600 ° С), або зневодненням борної кислоти:

Аморфний оксид бору реагує з водою з утворенням борної (орто- борної) кислоти, з розчинами лугів, концентрованої фтороводородной кислотою, відновлюється металами:

БОРНІ КИСЛОТИ І СОЛІ БОРНИХ КИСЛОТ

Ортоборна кислота Н ₃ В0 ₃ – безбарвна кристалічна речовина, без запаху, розчинна в гарячій воді, проявляє дуже слабкі кислотні властивості (р До _я = 9,24). Її кислотні властивості обумовлені не отщеплением протона, а приєднанням гідроксильного іона:

Приєднання іона ОН “відбувається за рахунок електронної пари кисню і вільної /? – орбіталі бору. Утворені [В (ОН) ₄ ] можуть конденсуватися в розчині в одну частинку, наприклад тетраборат іон У ₄ 0 ₇ .

Борна кислота легко витісняється з розчинів солей більшістю інших кислот. Солі її, звані боратами, зазвичай виробляються від різних поліборних кислот, найчастіше – тетраборной Н ₂ В ₄ 0 ₇ .

Хімічні властивості полягають в наступному.

1. При нагріванні відбувається перехід ортоборної кислоти в метабор- ву, потім в тетраборную і, нарешті, в борний ангідрид:

2. Борна кислота реагує з лугами з утворенням Тетраборат, що виділяються з розчину у вигляді кристалогідратів:

Бура – Иа ₂ В ^ 0 ₇ – 10Н ₂ О – піддається в водному розчині гідролізу:

В отриманому розчині мають місце такі рівноваги:

Надлишком лугу Тетраборат можуть бути переведені в метаборати:

3. При взаємодії Тетраборат з кислотами виділяється борна кислота:

4. При нагріванні борна кислота розчиняє оксиди металів:

5. З спиртами в присутності концентрованої сірчаної кислоти борна кислота утворює ефіри:

При підпалюванні ефір горить яскраво-зеленим полум’ям. Це дозволяє використовувати дану реакцію як якісну на кислоту і її солі.

Борани є незвичайним класом сполук бору. Найпростіший з них – диборан В ₂ Н ₆ – є вихідною речовиною для синтезу всіх інших бора- новий. Його отримують відновленням сполук бору гидридом натрію при нагріванні (175 ° С):

У молекулі немає безпосередньої хімічного зв’язку між атомами бору, а виникають дві трехцентровие зв’язку.

У складних бороводородов (В ₄ Н ₁₀ , В ₅ Н ₉ , В ₆ Н ₁₀ ) є як трехцентровие зв’язку, так і зв’язку безпосередньо між атомами бору.

Борани отруйні, мають неприємний запах, добре розчиняються в органічних розчинниках. Диборан В ₂ Н ₆ – газ, пентаборан В ₅ Н ₉ – рідина, декаборан В ₁₀ П _І – тверда речовина.

Хімічні властивості полягають в наступному.

1. Бороводні гідролізуються з виділенням водню:

2. Утворюють стійкі комплексні сполуки з гідридами лужних металів:

Отримані тетрагідроборати застосовуються в органічній хімії як відновників.

Борна кислота

Борна кислота (H₃BO₃) має наступні хімічні властивості:

1. Реакція з лугами: Борна кислота взаємодіє з лугами, утворюючи боратні солі. Наприклад, реакція з гідроксидом натрію (NaOH) може мати наступний вигляд: H₃BO₃ + NaOH → Na[B(OH)₄]
2. Дисоціація: У водних розчинах H₃BO₃ слабо дисоціює, утворюючи іони водню (H+) і іони борату (BO3-). Дисоціація відбувається згідно з рівнянням: H₃BO₃ ⇌ H+ + H₂BO3-
3. Амфотерність: Борна кислота має амфотерні властивості, тобто вона може взаємодіяти як з лугами, так і з кислотами. Вона може реагувати з основами, утворюючи боратні солі, і з кислотами, утворюючи боратні естери.
4. Окиснювальні властивості: Високі температури та концентровані розчини борної кислоти можуть виявляти окислювальну активність.
5. Утворення комплексних сполук: H₃BO₃ може утворювати комплексні сполуки з деякими іонами, наприклад, з металами, які мають високу афінітет до бору.
6. Властивості гідрату: Борна кислота існує у вигляді гідрату, в якому молекули кислоти зв’язані з молекулами води. Наприклад, пентагідрат борної кислоти (H₃BO₃·5H₂O) є одним з поширених гідратів.

Важливо враховувати, що борна кислота може бути слабкою, але все ж кислотою, тому потрібно дотримуватися відповідних заходів безпеки при роботі.

Отримання

Борну кислоту (H₃BO₃) можна отримати декількома способами. Один з них – це окиснення борної складової природи, такої як боракс (Na₂B₄O₇·10H₂O), або борангідрату (BH₃·THF), киснем або кисневмісними газами, наприклад, повітрям.

Ось загальна реакція:

У цій реакції борна складова, така як боракс або борангідрат, окислюється киснем або кисневмісними газами, утворюючи борну кислоту.

Інший метод отримання борної кислоти включає реакцію борангідрату (BH₃·THF) з холоридом водню (HCl). Реакція може мати наступний вигляд:

У цій реакції борангідрат реагує з холоридом водню, утворюючи борну кислоту, тетрагідрофуран (THF) і дихлорид водню (H₂Cl₂).

Варто підкреслити, що отримання борної кислоти може вимагати використання спеціального обладнання та дотримання певних заходів безпеки

Застосування

Борна кислота (H₃BO₃) має широкий спектр застосувань у різних галузях.

Ось деякі з них:

1. Виробництво скла: Борна кислота є важливим складником у виробництві скла. Вона використовується як плавильний агент, що знижує температуру плавлення скляної маси і покращує її хімічну стійкість.
2. Сільське господарство: H₃BO₃ використовується як мікроелементне добриво для рослин. Бор є необхідним для правильного розвитку рослин, а його додавання у вигляді борної кислоти допомагає уникнути борування ґрунту.
3. Вогнезахисні матеріали: Борна кислота використовується як складник у вогнезахисних матеріалах. Вона здатна запобігати поширенню вогню і використовується в покриттях, піноутворювачах та інших вогнезахисних матеріалах.
4. Хімічна промисловість: Борна кислота використовується як каталізатор або проміжний продукт у виробництві різних хімічних речовин, таких як полімери, синтетичні смоли та фарби.
5. Медична і косметична промисловість: H₃BO₃ використовується в деяких медичних і косметичних продуктах, наприклад, як консервант, антибактеріальний агент або регулятор pH.
6. Аналітична хімія: Борна кислота використовується як реагент у хімічних аналітичних методах для визначення наявності та кількості деяких речовин, таких як феноли, аміносполуки та металеві катіони.