硼酸是幾元酸

2021-02-19 雲南省名師工作坊師附繆森化學

       高中化學人教版選修4演示實驗中用到了硼酸，該實驗通過向飽和硼酸溶液中滴加碳酸鈉溶液的方法證明了硼酸酸性比碳酸弱，證明硼酸是一種弱酸，但並未提及硼酸是幾元酸。

         硼酸的化學式為H3BO3，它是三元弱酸嗎？硼酸是三氧化二硼溶於水生成的結晶化合物，主要有四硼酸H2B4O7(又稱焦硼酸)，偏硼酸(HBO2)n與正硼酸H3BO3(也稱為原硼酸)。其中正硼酸含水量最多，最穩定。正硼酸也簡稱硼酸，外觀為白色粉末狀結晶或三斜軸面的鱗片狀結晶體，有光澤。

           硼酸晶體的結構單元是平面三角形的「BO3」。硼原子採用sp2雜化，其中氧原子除以共價鍵與一個硼原子結合外，還通過共價鍵和氫鍵與另外兩個氫原子結合，成為片狀大分子。因氫鍵結合力小，故受熱後大分子遭破壞，溶解度增加。

     硼酸在水中電離時不是失去質子，而是與水中的OH-根結合：H3BO3+2H2O=(H3O+)+B(OH)4-,這與硼化合物缺電子結構特點有關，硼酸中硼原子可作為電子對接受體與一個OH-根結合，OH-根中氧是電子對給予體，硼酸是典型的路易斯酸（什麼是路易斯酸？可點擊連結：肼（聯氨）為什麼屬於二元弱鹼？了解）。所以，硼酸是一元酸。其酸性極弱 (Ka＝ 5.8×10-10)，與矽酸相似 (K1＝2×10-10)。

當硼酸中加入甘油 (丙三醇)或甘露醇[CH2(OH)(CHOH)4CH2OH]時，其酸性增強，這是因為硼酸與甘油結合生成配陰離子後，將H+推到外界，易於電離：

硼酸與甲醇或乙醇作用生成易揮發的硼酸三甲酯或硼酸三乙酯：

H3BO3+3C2H5OH=B(OC2H5)3+3H2O，根據這一反應原理可使硼酸或硼酸鹽從酸溶性礦物中分離出來。硼酸三甲酯 (或硼酸三乙酯) 燃燒時，生成綠色火焰（點擊連結：烈焰彩虹，觀看相關視頻。），利用這一特性可定性地鑑定硼酸或其鹽的存在。

硼酸對細菌和真菌均有弱的抑制作用，水溶液呈酸性，因無刺激性，可用於黏膜和皮膚損害的清洗劑; 也用於伴有大量滲液的急性溼疹和急性皮炎、口腔和咽喉炎、外耳道真菌病、膿皰瘡、皮膚潰瘍及壓瘡的清洗。硼酸能從胃腸道、損傷的皮膚迅速吸收，過量使用可發生吸收中毒，出現噁心、嘔吐、腹瀉，甚至循環衰竭。致死量成人為10～20g，小兒為3～6g。硼酸溶液嚴禁口服; 大面積創傷者禁用。

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