борные кислоты

БОРНЫЕ КИСЛОТЫ

Ортоборная кислота (борная кислота) H₃BO₃ — бесцветные кристаллы, решетка слоистая, триклинная (а = Ь = 0,704 нм, с = 0,656 нм, = 101,10°, = 92,30°, = = 120,00°, z = 4, пространственная группа Pl, расстояния между слоями 0,318 нм); плотн. 1,46 г/см³. При давлении выше 4200 МПа образуется модификация с ромбич. решеткой, выше 5700 МПа — с тетрагональной. При медленном нагревании H₃BO₃ при 107,5 °C превращается в метаборную кислоту HBO₂, при 160 °C — в В₂O₃. Т. пл. 170,9 °C (с разл.); C⁰_p 81,3 Дж/(моль∙К); ΔH⁰_пл 22,34 кДж/моль, ΔH⁰_исп 98,1 кДж/моль, ΔH⁰_возг 63,97 кДж/моль, ΔH⁰_обр −1094,9 кДж/моль; S⁰₂₉₈ 88,74 Дж/(моль∙К). Раств. в воде (2,60% по массе при 0 °C, 4,80% при 20 °C, 10,35% при 50 °C, 28,7% при 100 °C), глицерине (19,48% при 25 °C), метаноле (21,0%), этаноле (11,2%), ацетоне (0,65%), жидком NH₃, диоксане, пиридине; практически не раств. в эфире.

Б.к. — слабая кислота; K_a1 = 5,8∙10⁻¹⁰, K_a2 = 4∙10⁻¹³, K_a3 = = 4∙10⁻¹⁴. Кислотные свойства в водном растворе обусловлены образованием H⁺ по реакции: H₃BO₃ + H₂O → [В(OH)₄]⁻+ H⁺. По мере увеличения концентрации H₃BO₃ в растворе образуются полиборатные анионы, напр. [В₃O₃(OH)₄]⁻, [В₄O₅(OH)₄]²⁻. Со спиртами и полиолами H₃BO₃ в присутствии H₂SO₄ образует эфиры, в присутствии щелочей — комплексные соединения.

В природе H₃BO₃ встречается в виде минерала сассолина, а также в термальных водах и прир. рассолах, из которых ее экстрагируют спиртами или смесью полиолов либо сорбируют неорг. и орг. сорбентами. При получении H₃BO₃ из прир. боратов их разлагают H₂SO₄ при 100 °C и отфильтровывают нерастворимый остаток; фильтрат охлаждают до 15 °C, выпавшие при этом кристаллы H₃BO₃ отделяют на центрифугах и сушат при температуре не выше 100 °C. Используют для получения спец. стекла, эмалей, цементов, флюсов, моющих и косметич. средств, огнезащитных составов, как дезинфицирующее и консервирующее средство, ингибитор коррозии, реагент в фотографии, в качестве микроудобрения, в производстве др. борсодержащих соединений. Объемы производства H₃BO₃ в основных странах-производителях в 1981: в США — 300, Турции — 150 тыс. т/год. ПДК в сточных водах санитарно — бытового назначения 0,5 мг/л (в пересчете на В).

Б.к. впервые была получена из буры в 1702 В. Гомбергом.

Мета борная кислота HBO₂ — бесцветные кристаллы. Существует в трех модификациях: (наиб. устойчива) с кубич. решеткой (а = 0,887 нм, z = 24), т. пл. 236 °C (с разл.), плотн. 2,486 г/см³, ΔH⁰_обр −804,6 кДж/моль; с моноклинной решеткой, т. пл. 200,9 °C (с разл.), плотн. 2,045 г/см³, ΔH⁰_обр −794 кДж/моль; α с ромбич. решеткой, т. пл. 176 °C (с разл.), плотн. 1,784 г/см³, ΔH⁰_обр −789,3 кДж/моль. Температура перехода 160 °C. С водой HBO₂ легко образует H₃BO₃.

В водных растворах предполагается существование полиборных кислот общей формулы H_3m__2nВ_mO_3m__n.

^{Лит.: ТкачевК. В., Плышевский Ю. С, Технология неорганических соединений бора, Л, 1983.}

_{Г. Н. Кононова}