Борная кислота H3BO3: свойства, получение, применение

Борная кислота H3BO3 — очень слабая одноосновная кислородсодержащая кислота, молярная масса 62 г/моль.

Ключевые факты

Формула
H3BO3
Класс
кислота (очень слабая, одноосновная, кислородсодержащая)
Молярная масса
62 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 61,83 г/моль
Другие названия
ортоборная кислота — полное название, чтобы отличать от метаборной HBO2
Состояние
твёрдое вещество
Степень окисления бора
+3 (высшая)
Валентность бора
III
Основность
одноосновная, хотя в формуле три атома водорода
Соли
бораты; самая известная — бура Na2B4O7

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое борная кислота?

Борная кислота H3BO3 — белое кристаллическое вещество, очень слабая кислота. При трёх атомах водорода в формуле она одноосновная: ионы водорода она отщепляет не сама, а присоединяет гидроксид-ион из воды, превращаясь в ион [B(OH)4]−. Бор в ней имеет степень окисления +3.

Это пример кислоты, у которой число атомов водорода не равно основности. Она не реагирует с металлами так, как обычные кислоты, зато легко образует эфиры со спиртами, и на этом основана её качественная реакция по зелёному цвету пламени.

Какие физические свойства у борной кислоты?

Физические свойства: борная кислота H3BO3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое вещество
Цвет и видбелые блестящие чешуйчатые кристаллы, жирные на ощупь
Запахбез запаха
Растворимость в водев холодной воде растворяется плохо: около 5 г на 100 г воды при 20 °C; в горячей — значительно лучше
Летучестьиспаряется вместе с водяным паром при кипячении раствора
Устойчивостьпри нагревании теряет воду, превращаясь в метаборную кислоту, а затем в оксид бора

Какие химические свойства у борной кислоты?

Борная кислота очень слабая. Она реагирует со щелочами и спиртами, а при нагревании разлагается. В растворе она ведёт себя как кислота не за счёт отщепления протона, а за счёт присоединения гидроксид-иона к бору.

  1. Взаимодействие с водой: ионы водородаH3BO3 + H2O ⇄ [B(OH)4]− + H+
  2. Со щёлочью: тетрагидроксоборатH3BO3 + NaOH → Na[B(OH)4]
  3. С недостатком щёлочи: тетраборат натрия (бура)4H3BO3 + 2NaOH → Na2B4O7 + 7H2O
  4. Разложение при сильном нагревании2H3BO3 → B2O3 + 3H2OУсловия: прокаливание
  5. С метанолом: сложный эфирH3BO3 + 3CH3OH → B(OCH3)3 + 3H2OУсловия: концентрированная серная кислота

Борная кислота не реагирует с металлами и не вытесняет сильные кислоты из солей, а вот бура даёт щелочную среду, поскольку содержит остаток очень слабой кислоты.

Как получают борной кислоты?

В промышленности

Борную кислоту получают из бората натрия, то есть из буры, действием серной кислоты. При охлаждении раствора кристаллы борной кислоты выпадают, а сульфат натрия остаётся в растворе.

  • Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4H3BO3 + Na2SO4

Гидратацией оксида бора

В заданиях встречается и растворение оксида бора в воде: он реагирует с ней, образуя борную кислоту.

  • B2O3 + 3H2O → 2H3BO3

Как распознать борная кислота? Качественная реакция

Борную кислоту и бораты определяют по зелёному окрашиванию пламени: вещество нагревают с метанолом и концентрированной серной кислотой, образуется летучий сложный эфир, который горит с зелёным пламенем.

  • H3BO3 + 3CH3OH → B(OCH3)3 + 3H2O

Где применяют борной кислоты?

  • производство боросиликатного стекла: лабораторная посуда, термостойкая посуда;
  • стекловолокно, эмали и керамика;
  • микроудобрение: бор нужен растениям для роста;
  • антисептические и инсектицидные средства, например от тараканов; в медицине её применяют всё реже.

Меры предосторожности. Борная кислота ядовита при попадании внутрь и накапливается в организме, поэтому её нельзя давать детям и использовать без назначения врача. Раствор нельзя наносить на раны и слизистые, а средства от насекомых хранят подальше от детей и животных.

Чему равна молярная масса борной кислоты?

M(H3BO3) = 3·1 + 11 + 3·16 = 62 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 61,83 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где борная кислота встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса борной кислоты?

M(H3BO3) = 3·1 + 11 + 3·16 = 62 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 61,83 г/моль.

Почему борная кислота одноосновная, хотя в формуле три атома водорода?

Основность определяется числом ионов водорода, которые отщепляются в воде. Три атома водорода борной кислоты входят в гидроксогруппы при боре, а кислотные свойства появляются из-за присоединения гидроксид-иона к бору. Поэтому на молекулу образуется один ион водорода.

Чем борная кислота отличается от серной по силе?

Серная сильная и диссоциирует полностью, борная очень слабая и почти не диссоциирует. Борная не растворяет металлы и не вытесняет другие кислоты из их солей.

Что такое бура и как она связана с борной кислотой?

Бура — тетраборат натрия Na2B4O7, соль борной кислоты. Её растворы щелочные из-за гидролиза, а при действии серной кислоты из неё получают саму борную кислоту.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: водород H, бор B, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники