Борная кислота (ортоборная кислота)

Борная  кислота (ортоборная кислота) 

Acidum boricum  

 

Физические свойства:

• Бесцветные, блестящие, слегка жирные на ощупь чешуйки или мелкий кристаллический порошок.
• Имеет слоистую триклинную решетку, в которой молекулы кислоты соединены водородными связями в плоские слои, а слои соединены между собой межмолекулярными связями.
• Растворима в холодной (1:25) и легко (1:4) - в кипящей воде, растворима (1:25) в спирте.
• Плотность 1,435 г/мл
• Температура плавления 170,9 °C
• Температура кипения 300°C

 

Химические  свойства:

Борная кислота проявляет очень  слабые кислотные свойства, обусловленные  присоединением гидроксильного аниона:

 

Н₃ВО₃ + Н₂О -> [В(ОН)₄]^- + Н⁺

 

Ka1 = 5,8*10-10

Ka2 = 4*10-13

Ka3 = 4*10-14

Борная кислота легко вытесняется  из растворов своих солей большинством других кислот.

При нейтрализации ортоборной кислоты щелочами в водных растворах не образуются ортобораты, содержащие ион (ВО3)3−, поскольку ортобораты гидролизуются практически полностью, вследствие слишком малой константы образования [В(ОН)4]−. В растворе образуются тетрабораты, метабораты или соли других полиборных кислот:

2NaOH + 4H₃BO₃ -> Na₂B4O₇ + 7H₂O

Избытком щелочи они могут быть переведены в метабораты:

2NaOH + Na₂B₄O₇ -> 4NaBO₂ + H₂O

Наиболее распространенной солью  борной кислоты является декагидрат тетрабората натрия Na₂B₄O₇·10H₂O (техническое название — бура).

Растворы борной кислоты в глицерине в результате образования одноосновной комплексной диглицериноборной кислоты имеют более выраженную кислую реакцию (по сравнению с водным раствором борной кислоты):

 

 

 

 

 

Водные растворы натрия тетрабората имеют щелочную реакцию( вследствие гидролиза):

Na₂B₄O₇ +7H₂O -> 4H₃BO₃ + 2NaOH

Под действием сильных кислот происходит нейтрализация:

Na2B₄O₇ + 2HCl + 5 H₂O -> 4H₃BO₃ + 2NaCl

Со спиртами в присутствии концентрированной серной кислоты образует эфиры:

 

 

 

 

 

 

Свойства препаратов бора, определяющие их применение в медицине.

Борная кислота (Acidum boricum) оказывает антисептическое действие. Коагулирует белки (в том числе ферменты) микробной клетки, повышает проницаемость клеточной оболочки, благодаря чему задерживается рост и развитие бактерий. Оказывает слабое раздражающее действие на грануляционные ткани.

Тетраборат натрия (Natrii tetraboras) оказывает антисептическое и инсектицидное действие. Эффективен при вагинальном кандидозе. Удаляет мицелий гриба из крипт влагалища, нарушает процесс прикрепления гриба к стенке влагалища и тормозит его размножение, но не обладает фунгицидным действием. Обладает противомикробным действием.

Методы получения и химические превращения борной кислоты при  нагревании.

Источниками получения борной кислоты  и тетрабората натрия являются природные минералы, которые либо сами содержат борную кислоту (сассолин) и натрия тетраборат (бура, кернит), либо разрушаются с их образованием. Кислоту борную содержат термальные воды или природные рассолы, из которых её экстрагируют спиртами или адсорбируют сорбентами. Кислоты борную получают также разложением буры или борокальцита горячим раствором хлороводородной кислоты:

Na₂B₄O₇·10H₂O + 2HCl  ->  4H₃BO₃ + 2NaCl + 5H₂O

CaB₄O₇·4H₂O + 2HCl + H₂O -> 4H₃BO₃ + CaCl₂

Фильтрат охлаждают, и выделившиеся кристаллы кислоты борной перекристаллизовывают из воды.

Натрия тетраборат получают действием растворов карбоната натрия (при нагревании) на кислоту борную или минерал борокальцит:

H₃BO₃ + Na₂CO₃ -> Na₂B₄O₇ + CO₂↑ + 6 H₂O

CaB₄O₇ + Na₂CO₃ -> Na₂B₄O₇ + CaCO₃↓

При перекристаллизации натрия тетраборат присоединяет десять молекул воды.

При нагревании борная кислота теряет воду, переходя сначала в метаборную кислоту (HBO₂) , а затем в борный ангидрид (B₂O₃).

Анализ  препаратов борной кислоты.

Подлинность.

Подлинность соединений бора можно установить по реакции образования в присутствии этанола борноэтилового эфира:

 

 

Если смесь поджечь, то она горит  пламенем, окаймленным зеленым цветом.

Также соединения бора можно идентифицировать с помощью куркумовой бумаги, которая от смачивания раствором кислоты борной и хлористоводородной кислоты окрашивается при высушивании в розовый или буровато-красный цвет, переходящий после обработки раствором аммиака в зеленовато-черный.

 

Недопустимо присутствие Fe, Mo, W (образуют комплексы подобного цвета).

В качестве реактивов  для капельного обнаружения кислоты  борной и натрия тетрабората могут быть использованы:

• раствор кармина в конц. серной кислоте (фиолетовое окрашивание);
• раствор хинализарина в конц. серной кислоте (синее окрашивание);
• раствор ализаринового красного С в конц. серной кислоте (красное окрашивание);
• водный раствор пирокатехинового фиолетового в присутствии аммиачного буферного раствора (красное окрашивание);
• раствор йода в присутствии разведенной хлороводородной кислоты и поливинилового спирта ( или иодинола, его содержащего) (синее окрашивание).

Примеси. 

Борная кислота:

Допустимые: мышьяк, хлориды, сульфаты, железо, тяжелые металлы, кальций.

Натрия тетраборат:

Допустимые: мышьяк, хлориды, сульфаты, железо.

Недопустимые: карбонаты.

Количественное  определение.

• Используют кислотные свойства растворов кислоты борной в глицерине и щелочные свойства водных растворов натрия тетрабората.

 

Борная кислота.

Прямая алкалиметрия.

Титрант – натрия гидроксид, индикатор – фенолфталеин, среда – глицерин.

При прямом титровании кислоты борной щелочью образуется метаборат натрия, который в водных растворах сильно гидролизуется:

 

f_экв(H₃BO₃)=1

ώ(H₃BO₃)=

a- масса т.н. борной кислоты

 

Количественное определение кислоты  борной проводят в смеси свежепрокипяченной воды (свободной от углекислого газа) и нейтрализованного (по фенолфталеину) глицерина при комнатной температуре. Для контроля полноты образования натриевой соли диглицериноборной кислоты к концу титрования добавляют дополнительную порцию глицерина. Сохранение при этом розовой окраски свидетельствует о достижении эквивалентной точки. Если окраска исчезает, вновь добавляют глицерин и титрование продолжают. Добавление глицерина продолжают до тех пор, пока розовая окраска не перестанет исчезать.

 

Натрия тетраборат.

Прямая ацидиметрия.

Титрант – кислота хлороводордная, индикатор – метиловый оранжевый:

 

Na₂B₄O₇∙10H₂O + 2HCl → 4H₃BO₃ + 2NaCl + 5H₂O.

 

f_экв(Na₂B₄O₇)=1/2

ώ(Na₂B₄O₇)=

a- масса т.н. натрия тетрабората

Хранение.

В сухом месте, при комнатной  температуре, в хорошо укупоренной  таре.

Показания к применению.

Кислота борная:

Дерматит, пиодермия, мокнущая экзема, опрелости, острый и хронический отит.

Натрия тетраборат:

Местно: пролежни, опрелости, тонзиллит, фарингит, вагинальный кандидоз.