硼,由硼砂和碳生成,發現於1808。硼是壹種非金屬,以硼砂(四硼酸鈉)和硼酸聞名,後者是壹種具有清潔和殺菌功能的酸,對眼睛有益。美國各行業對硼的年需求量在24萬t以上,在農業上,硼可以制成肥料,也是很好的除草劑。
雖然人們和硼打交道已經有很長時間了,比如在古埃及制造玻璃的時候,硼砂被用作熔劑,古代的煉金術士也使用硼砂,但是硼酸的化學成分在19世紀初仍然是個謎。
1808年,英國化學家漢弗萊·戴維爵士(1778-1829)用電解法發現了鉀,然後用電解熔融的三氧化二硼制成了棕色的硼。同年,法國化學家約瑟夫-路易·格雷-呂薩克(1778-1850)和路易·雅克·那德(1777-1857)用金屬鉀還原無水硼酸生產元素硼。
硼被命名為硼,它的名字來源於阿拉伯語,原意是“熔劑”。說明古代阿拉伯人已經知道硼砂具有熔化金屬氧化物的能力,在焊接中被用作熔劑。硼的元素符號是B,中文翻譯是硼。
b不與鹽酸反應,但與熱濃H2SO4和熱濃HNO3反應生成硼酸:
2B+3H2SO4(濃)= = 2b (OH) 3+3SO2 =
B+3HNO3(濃縮)= = B (OH) 3+3NO2 =
硼酸的性質
(1)H3BO3為白色片狀晶體,微溶於水(273K時溶解度為6.35g/(100gH2O))。加熱時,晶體的溶解度增加(373K時溶解度為27.6g)(100 Gh2O)。
(2)H3BO3是壹元弱酸,Ka=5.8×10-10。之所以具有弱酸性,並不是因為它本身電離了質子H+,而是因為B是缺電子原子,從H2O分子(其中O原子上的孤對與B原子的空P軌道配位)中加入OH-,釋放出H+離子。
(3)硼酸的這種電離模式表明硼化合物是缺電子的。所以硼酸是典型的路易斯酸,加入甘露醇或甘油(丙三醇)可以大大增強其酸性。比如硼酸溶液的pH值≈ 5 ~ 6,加入甘油後pH值≈ 3 ~ 4。
它顯示壹元酸的性質,可用強堿滴定。
(4)硼酸與甲醇或乙醇在濃H2SO4存在下生成硼酸酯,硼酸酯在高溫下燃燒揮發,產生獨特的綠色火焰。該反應可用於鑒別硼酸、硼酸鹽和其他化合物。
(5)硼酸在加熱、脫水、分解過程中,首先轉化為偏硼酸HBO3 _ 3,然後繼續加熱生成B2O3。
(6)當與極強的酸性氧化物(如P2O5或AsO5)或酸反應時,H3BO3被迫顯示弱堿性: