Борные кислоты

БОРНЫЕ КИСЛОТЫ. Ортоборная к-та (борная к-та) Н₃ВО₃ - бесцв. кристаллы, решетка слоистая, триклинная (а = Ь = 0,704 нм, с = 0,656 нм,= 101,10°, = 92,30°,= = 120,00°, z = 4, пространств. группа Рl, 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 Н₃ВО₃ при 107,5°С превращается в метаборную к-ту НВО₂, при 160°С - в В₂О₃. Т. пл. 170,9°С (с разл.); С^o_р 81,3 Дж/(моль*К);H^o_пл 22,34 кДж/моль,H^o_исп 98,1 кДж/моль,H^o_возг 63,97 кДж/моль,H^o_обр - 1094,9 кДж/моль; S^о₂₉₈ 88,74 Дж/(моль*К). Раств. в воде (2,60% по массе при 0°С, 4,80% при 20°С, 10,35% при 50°С, 28,7% при 100°С), глицерине (19,48% при 25°С), метаноле (21,0%), этаноле (11,2%), ацетоне (0,65%), жидком NH₃, диоксане, пиридине; практически не раств. в эфире.

Б.к. - слабая к-та; K_a1 = 5,8*10^-10, K_a2 = 4*10^-13, K_a3 = = 4*10^-14. Кислотные св-ва в водном р-ре обусловлены образованием Н⁺ по р-ции: Н₃ВО₃ + Н₂О -> [В(ОН)₄]^-+ Н⁺ . По мере увеличения концентрации Н₃ВО₃ в р-ре образуются полиборатные анионы, напр. [В₃О₃(ОН)₄]^-, [В₄О₅(ОН)₄]^2-. Со спиртами и полиолами Н₃ВО₃ в присут. H₂SO₄ образует эфиры, в присут. щелочей - комплексные соединения.

В природе Н₃ВО₃ встречается в виде минерала сассолина, а также в термальных водах и прир. рассолах, из к-рых ее экстрагируют спиртами или смесью полиолов либо сорбируют неорг. и орг. сорбентами. При получении Н₃ВО₃ из прир. боратов их разлагают H₂SO₄ при 100°С и отфильтровывают нерастворимый остаток; фильтрат охлаждают до 15°С, выпавшие при этом кристаллы Н₃ВО₃ отделяют на центрифугах и сушат при т-ре не выше 100°С. Используют для получения спец. стекла, эмалей, цементов, флюсов, моющих и косметич. ср-в, огнезащитных составов, как дезинфицирующее и консервирующее ср-во, ингибитор коррозии, реагент в фотографии, в кач-ве микроудобрения, в произ-ве др. борсодержащих соединений. Объемы произ-ва Н₃ВО₃ 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 к-та НВО₂ - бесцв. кристаллы. Существует в трех модификациях:(наиб. устойчива) с кубич. решеткой (а = 0,887 нм, z = 24), т. пл. 236 °С (с разл.), плотн. 2,486 г/см³,Н^о_обр -804,6 кДж/моль; с моноклинной решеткой, т. пл. 200,9 °С (с разл.), плотн. 2,045 г/см³,Н^о_обр — 794 кДж/моль; с ромбич. решеткой, т. пл. 176°С (с разл.), плотн. 1,784 г/см³,Н^о_обр - 789,3 кДж/моль. Т-ра перехода 160°С. С водой НВО₂ легко образует Н₃ВО₃.

В водных р-рах предполагается существование полиборных к-т общей ф-лы Н_3m__2nВ_mО_3m__n.

Лит.: ТкачевК. В., Плышевский Ю. С, Технология неорганических соединений бора, Л, 1983. Г.Н. Кононова.