Борна киселина

Борна киселина
IUPAC име	Boric acid Trihydroxidoboron
Други називи	Orthoboric acid, Boracic acid, Sassolite, Optibor, Borofax
Идентификација
CAS регистарски број	10043-35-3 Y
ПубХем	7628
ХемПаук	7346
СМИЛЕС	OB(O)O
InChI	1/BH3O3/c2-1(3)4/h2-4H
Својства
Молекулска формула	H3BO3
Моларна маса	61.83 g mol−1
Агрегатно стање	Кристал бијеле боје
Густина	1.435 g/cm3
Тачка топљења	170.9 °C, 444 K, 340 °F
Тачка кључања	300 °C, 573 K, 572 °F
Растворљивост у води	2.52 g/100 mL (0 °C) 4.72 g/100 mL (20 °C) 5.7 g/100 mL (25°C) 19.10 g/100 mL (80 °C) 27.53 g/100 mL (100 °C)
Растворљивост у other solvents	Растворљива у нижим алкохолима умјерено растворљива у пиридину врло мало растворљива у ацетону
pKa	5.2
Структура
Облик молекула (орбитале и хибридизација)	Тригонално-планарни
Диполни момент	Нула
Опасност
ЕУ-класификација	Шкодљива (Xn) Repr. Cat. 2
NFPA 704	0 1 0
Р-ознаке	R60 R61
С-ознаке	S53 S45
Тачка паљења	Незапаљива.
LD50	2660 mg/kg, oral (rat)
Сродна једињења
Сродна једињења	Бор триоксид Боракс
Y (шта је ово?)   (верификуј) Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање (25 °C, 100 kPa) материјала
Infobox references

Борна киселина (хемијска формула H₃BO₃ или B(OH)₃) је супстанца која спада у слабе неорганске киселине. Постоји у облику безбојних кристала или бијелог праха и растворљива је у води. Може се наћи и у минералном облику и тада се назива сасолит. У природи се може наћи у неким вулканским областима, у саставу разних минерала (нпр. боракс), у морској води, у биљкама и воћу.

Кристална структура

Молекул борне киселине B(OH)₃ је планаран. Атом бора у молекулу борне киселине је sp² хибридизован, тј. три sp² хибридне орбитале се налазе у истој равни а угао између њих је 120°. Бор са кисеоником гради ковалентне везе (посредством sp² орбитала) и због тога је цијели молекул планаран. Борна киселина се у чврстом стању састоји од слојева B(OH)₃ молекула које на окупу држи водонична веза. Растојање између два сусједна слоја је 318 pm.

Елементарна ћелија кристала борне киселине	Водонична веза (испрекидане линије) доводи да молекули борне киселине формирају паралелне слојеве у чврстом стању

Добијање

Борна киселина се може добити у реакцији између боракса и неке неорганске киселине, као нпр. хлороводоничне киселине:

Na₂B₄O₇·10H₂O + 2 HCl → 4 B(OH)₃ [или H₃BO₃] + 2 NaCl + 5 H₂O.

Особине

Борна киселина је растворљива у кључалој води. При загријавању изнад 170 °C долази до реакције дехидратације при чему настаје борична киселина (HBO₂):

H₃BO₃ → HBO₂ + H₂O.

Борична киселина је бијела, кристална супстанца и дјелимично је растворљива у води. Топи се на 236 °C а при загријавању преко 300 °C долази до даље дехидратације при чему се формира тетраборична киселина или пироборична киселина:

4 HBO₂ → H₂B₄O₇ + H₂O.

Даљњим загријавањем добија се бор(III)-оксид:

H₂B₄O₇ → 2 B₂O₃ + H₂O.

Борна киселина дисосује у воденом раствору:

B(OH)₃ + H₂O B(OH)₄^- + H⁺ (K_a = 5.8x10⁻¹⁰ mol/l; pK_a = 9.24).

При томе се борна киселина понаша као Луисова киселина, тј. реагује са молекулом воде и прима електронски пар од OH^- групе, што је чини киселином по Луисовој теорији. Награђени B(OH)₄^- јон има тетраедарски облик, тј. тетраедарски распоред атомских група око атома бора.

У растворима са pH вриједношћу 7—10, и ако је концентрација бора већа од 0,025 mol/L долази до стварања полиборатних јона. Најпознатији је тетраборатни јон који се налази у минералу бораксу:

4B(OH)₄^- + 2 H⁺ B₄O₇^2- + 9 H₂O.

Примјена

Борна киселина налази примјену као антисептик, инсектицид, за спрјечавање ширења ватре итд. У индустрији налази примјену у производњи фибергласа, за прављење средстава за подмазивање дрвета. Користи се и у пиротехници.