硼酸物理性质:为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶,有滑腻手感,无臭味。溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中,硼酸厂家直销,水溶液呈弱酸性。大量用于玻璃(光学玻璃、耐酸玻璃、耐热玻璃、绝缘材料用玻璃纤维)工业,可以改善玻璃制品的耐热、透明性能,提高机械强度,缩短溶融时间。
硼酸的酸性 其酸性来源不是本身给出质子,由于硼是缺电子原子,能加合水分子的氢氧根离子,而释放出质子。利用这种缺电子性质,加入多羟基化合物(如甘醇和甘油等)生成稳定配合物,以强化其酸性。
硼酸的性质
(1)H3BO3是白状晶体,微溶于水(273K时溶解度为6.35g/(100gH2O)),加热时,由于晶体中的部分氢键断裂,溶解度增大(373K时溶解度为27.6 g)(100gH2O)).
(2)H3BO3是个一元弱酸,Ka=5.8×10-10,它之所以有弱酸性并不是它本身电离出质子H+,而是由于B是缺电子原子,硼酸生产,它加合了来自H2O分子中OH-的(其中O原子上的孤对电子对向B原子的空的P轨道上配位)而释放出H+离子.
(3)硼酸的这种电离方式表现出了硼化合物是缺电子特点.所以硼酸是一个典型的路易士酸,它的酸性可因加入甘露醇或甘油(丙三醇)而大为增强,例如硼酸溶液的pH≈5~6,加入甘油后,pH≈3~4.表现出一元酸的性质,可用强碱来滴定.
(4)硼酸和醇或乙醇在浓H2SO4存在的条件下,生成硼酸酯,硼酸酯在高温下燃烧挥发,产生特有的绿色火焰,此反应可用于鉴别硼酸,硼酸盐等化合物.
(5)硼酸加热脱水分解过程中,先转变为偏硼酸HBO3,继续加热变成B2O3.
(6)在同极强的酸性氧化物(如P2O5或AsO5)或酸反应时,硼酸厂商,H3BO3被迫表现出弱碱性.
硼酸酸性的强化
硼酸是缺电子化合物,是一个路易斯酸。它与甘油或甘露醇或其他多元醇反应时,能生成稳定的 配位物,从而使硼酸溶液的酸性增强。其反应有两种。
这两种解释方法的相同点是:硼酸与多元醇通 过酯化反应生成稳定的配位物,使得溶液酸性增强, 但是它们的反应机理却不尽相同,硼酸,到底哪一种反应 机理比较合适呢?仔细分析看来,这两种机理均有 失妥当
认为在硼酸的水溶液中加人甘油或 甘露醇或其他多元醇时,厂和这些多元醇 发生酯化反应,脱去4分子的水,生成一个包含有两 个六圆环的稳定的配位物。
从结构式的角度把甘油看作是水的基衍生 物。由于基的给电子效应,甘油中氧原子上电子 密度比水中的高。所以笔者认为,硼酸与甘油之间 发生了配位(加合〉反应,而不是酯化反应。这与硼 酸和水的加合相同,而且甘油比水更容易与硼酸形、 09 ^ 1 ⑶2 ―09 1 7、 01^2—0 0^2 ―
成配位键。
在8(09)3中,硼是以3个杂化轨道与氧 形成3个共价键,仅余1个空?轨道,只能与1个氧 加合,不会与2个或3个氧加合。因此,硼酸只能接 受甘油分子的一个羟基,反应物比例是1 : 1。
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