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硼酸

硼酸

硼酸(分子式:H3BO3)是一種無機酸,主要用於消毒、殺蟲、防腐,在核能發電廠中控制鈾核分裂的速度,以及製取其他硼化合物。它是白色粉末或透明結晶,可溶於水。硼酸有時也會以礦物的形式存在,常發現溶解於某些礦物、火山湖水或溫泉中。

製造
通常以硼砂與硫酸反應來製備硼酸:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4H3BO3 + Na2SO4
或將硼礦粉與碳酸氫銨溶液混合,經加熱後分解得到含硼酸銨料液,再經脫氨,得到硼酸。也可以用鹽酸酸解硼精礦,經過過濾、結晶和乾燥的處理,即得硼酸。

存在
因為硼酸極為常見,所以存在於很多地方,例如:

海水裡。
植物裡,尤其是水果,幾乎每種水果都有硼酸。
某些特定地區的火山,通常是存在火山口的蒸氣中。
一些溫泉中。
天然硼酸,顧名思義,就是天然的硼酸礦物。
和很多其他礦物中,例如硼砂、方硼石、硬硼鈣石等等。

性質
硼酸首先由霍姆貝格(1652-1715)製得,他是用硫酸和硼砂混合反應而製造的,霍姆貝格把它命名為"sal sedativum Hombergi" 意思是「霍氏鎮靜鹽」。雖然硼酸在水中很穩定,但只要把它加熱到170°C就被分解成偏硼酸(HBO2),偏硼酸是一種白色的晶體,不太能溶解於水裡,偏硼酸大約在236°C熔化,如果既續加熱到300°C就有可能進一步的分解成四硼酸(H2B4O7)或叫焦硼酸,它是一種白色固體,而如又繼續加熱的話就變成三氧化二硼了。
水溶液中,硼酸主要以未電離的 B(OH)3 形式存在,只有少數與水中的 OH− 結合形成 [B(OH)4]−,使硼酸具有一元弱酸的性質。
硼酸和硼酸鹽可以很迅速地與多元醇(如甘油)和α-羥基羧酸形成穩定的螯合物,使其酸性增強。這是分析化學中用氫氧化鈉溶液在甘露醇存在下滴定硼酸的基礎。

分子結構
硼酸是由不對稱氫鍵相連的 B(OH)3 單元組成的片層結構,層間的距離為318皮米。

一般硼酸的毒性不大,成人的致死量約為15~20克/公斤體重,而小孩為3~6克。,如果一次大量的吸收後可能會導致急性中毒,早期癥狀為嘔吐、腹瀉、皮疹、中樞神經系統先興奮後抑制。嚴重得發生循環衰竭或休克,如果反覆食用小劑量可產生蓄積,導致慢性中毒,出現厭食、乏力、精神錯亂、皮炎、禿髮、月經紊亂。一般會在3~5天死亡。

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