1簡介

硼酸鹽有偏硼酸鹽、原硼酸鹽、和多硼酸鹽等。
最重要的硼酸鹽是四硼酸鈉,俗稱硼砂。
硼砂的分子式為Na2B4O5(OH)4·8H2O習慣上也常寫作(Na2B4O7·10H2O)。
四硼酸根陽離子的立體結構如下:
在四硼酸根中有兩個BO3平面三角形和兩個BO4四面體通過共用角頂O原子而聯結起來。

2藥物分析

方法名稱:
硼酸—硼酸的測定—中和滴定法
應用範圍:
本方法採用中和滴定法測定硼酸(H3BO3)的含量。
本方法適用於硼酸的測定。
方法原理:
取供試品適量,加甘露醇與新沸過的冷水,微溫使溶解,迅即放冷至室溫,加酚酞指示液,用氫氧化鈉滴定液(0.5mol/L)滴定至顯粉紅色。每1mL氫氧化鈉滴定液(0.5mol/L)相當於30.92mg的H3BO3,計算,即得。
試劑:
1.水(新沸放置至室溫)
2.甘露醇
3. 氫氧化鈉滴定液(0.5mol/L)
4.酚酞指示液
5.基準鄰苯二甲酸氫鉀
儀器設備:
試樣製備:
1.氧化鈉滴定液(0.5mol/L)
配製:取氫氧化鈉適量,加水振搖使溶解成飽和溶液,冷卻后,置聚乙烯塑料瓶中,靜置數日,澄清後備用。取澄清的氫氧化鈉飽和溶液28mL,加新沸過的冷水使成1000mL,搖勻。
標定:取在105℃乾燥至恆重的基準鄰苯二甲酸氫鉀約3g,精密稱定,加新沸過的冷水50mL,振搖,使其盡量溶解,加酚酞指示液2滴,用本液滴定,在接近終點時,應使鄰苯二甲酸氫鉀完全溶解,滴定至溶液顯粉紅色。每1mL氫氧化鈉滴定液(0.5mol/L)相當於102.1mg的鄰苯二甲酸氫鉀。根據本液的消耗量與鄰苯二甲酸氫鉀的取用量,算出本液的濃度。
貯藏:置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔內各插入玻璃管1支,1管與鈉石灰管相連,1管供吸出本液使用。
2.酞指示液
取酚酞1g,加乙醇100mL使溶解。
操作步驟:
取本品約0.5g,精密稱定,加甘露醇5g與新沸過的冷水25mL,微溫使溶解,迅即放冷至室溫,加酚酞指示液3滴,用氫氧化鈉滴定液(0.5mol/L)滴定至顯粉紅色。
注1:「精密稱取」系指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一,「精密量取」系指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。
注2:「水分測定」用烘乾法,取供試品2~5g,平鋪於乾燥至恆重的扁形稱瓶中,厚度不超過5mm,疏鬆供試品不超過10mm,精密稱取,打開瓶蓋在100~105℃乾燥5小時,將瓶蓋蓋好,移置乾燥器中,冷卻30分鐘,精密稱定重量,再在上述溫度乾燥1小時,冷卻,稱重,至連續兩次稱重的差異不超過5mg為止。根據減失的重量,計算供試品中含水量(%)。

3物理性質

硼砂是無色半透明的晶體或白色結晶粉末。在空氣中容易失水風化,加熱到350℃~400℃左右,失去全部結晶水成無水鹽,在878℃熔化為玻璃體。熔融狀態的硼砂能溶解一些金屬氧化物,形成偏硼酸鹽,並依金屬的不同而顯示出特徵顏色,例如:
Na2B4O7 + CoO Co(BO2)2 ·2NaBO2 (藍色)
Na2B4O7 + NiO Ni(BO2)2 ·2NaBO2 (棕色)
此反應可用於焊接金屬時除銹,也可以鑒定某些金屬離子,這在分析化學上稱為硼砂珠試驗。

4化學性質

硼砂是一個強鹼弱酸鹽,可溶於水,在水溶液中水解而顯示較強的鹼性:
[B4O5(OH)4]2- + 5H2O 4H3BO3+2OH - 2H3BO3 + 2B(OH)4-
硼砂水解時得到等物質的量的酸(H3BO3)和鹼(B(OH)4-),所以此水溶液具有緩衝作用。硼砂易於提純,水溶液又顯鹼性,在實驗室中常用它配製緩衝溶液或作為標定酸濃度的基準物質。在工業上還可用做肥皂和洗衣粉的填料。

5硼砂珠實驗

硼砂珠試驗可看作是熔融的酸性氧化物B2O3和鹼性金屬氧化物作用生成有特徵顏色的偏硼酸鹽玻璃,所以B2O3 也有硼砂珠試驗,例如:
B2O3 + CuO Cu(BO2)2 藍色
B2O3 + NiO Ni(BO2)2 綠色
硼砂珠實驗現象:(氧化焰,且為灼熱時)
藍:Co
灰色:Al(過飽和),Si,
綠:Cu,Fe,Co以比例混合。
黃褐:Be,Pb,Ag,V,U
在BO3平面三角形結構中,B原子以sp2雜化軌道與O原子結合。(如下圖所示)
在BO4四面體結構中,B原子以sp3雜化軌道與O原子結合。(如下圖所示)
正硼酸鹽:
實際上,只有Mg,Sc只有正硼酸鹽。
他們在常溫下穩定,不溶於水,無結晶水。
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