Borna kiselina

Borna kiselina
IUPAC ime	Boric acid Trihydroxidoboron
Identifikacija
CAS registarski broj	10043-35-3 Y
PubHem	7628
HemPauk	7346
SMILES	OB(O)O
Svojstva
Molekulska formula	H3BO3
Molarna masa	61.83 g mol−1
Agregatno stanje	Kristal bijele boje
Gustina	1.435 g/cm3
Tačka topljenja	170.9 °C, 444 K, 340 °F
Tačka ključanja	300 °C, 573 K, 572 °F
Rastvorljivost u vodi	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)
Rastvorljivost u other solvents	Rastvorljiva u nižim alkoholima umjereno rastvorljiva u piridinu vrlo malo rastvorljiva u acetonu
pKa	5.2 (see text)
Opasnost
NFPA 704	0 1 0
Tačka paljenja	Nezapaljiva.
LD50	2660 mg/kg, oral (rat)
Srodna jedinjenja
Сродна једињења	Boron trioxide Borax
Y (šta je ovo?)   (verifikuj) Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje (25 °-{C}-, 100 -{kPa}-) materijala
Literatura

Borna kiselina (hemijska formula H₃BO₃ ili B(OH)₃) je supstanca koja spada u slabe neorganske kiseline. Postoji u obliku bezbojnih kristala ili bijelog praha i rastvorljiva je u vodi. Može se naći i u mineralnom obliku i tada se naziva sasolit. U prirodi se može naći u nekim vulkanskim oblastima, u sastavu raznih minerala (npr. boraks), u morskoj vodi, u biljkama i voću.

Kristalna struktura

Molekul borne kiseline B(OH)₃ je planaran. Atom bora u molekulu borne kiseline je sp² hibridizovan, tj. tri sp² hibridne orbitale se nalaze u istoj ravni a ugao između njih je 120 °. Bor sa kiseonikom gradi kovalentne veze (posredstvom sp² orbitala) i zbog toga je cijeli molekul planaran . Borna kiselina se u čvrstom stanju sastoji od slojeva B(OH)₃ molekula koje na okupu drži vodonična veza. Rastojanje između dva susjedna sloja je 318 pm.

Elementarna ćelija kristala borne kiseline	Vodonična veza (isprekidane linije) dovodi da molekuli borne kiseline formiraju paralelne slojeve u čvrstom stanju

Dobijanje

Borna kiselina se može dobiti u reakciji između boraksa i neke neorganske kiseline, kao npr. hlorovodonične kiseline:

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

Osobine

Borna kiselina je rastvorljiva u ključaloj vodi. Pri zagrijavanju iznad 170 °C dolazi do reakcije dehidratacije pri čemu nastaje borična kiselina (HBO₂):

H₃BO₃ → HBO₂ + H₂O

Borična kiselina je bijela, kristalna supstanca i djelimično je rastvorljiva u vodi. Topi se na 236 °C a pri zagrijavanju preko 300 °C dolazi do daljnje dehidratacije pri čemu se formira tetraborična kiselina ili piroborična kiselina:

4 HBO₂ → H₂B₄O₇ + H₂O

Daljnjim zagrijavanjem dobija se bor(III)-oksid:

H₂B₄O₇ → 2 B₂O₃ + H₂O

Borna kiselina disosuje u vodenom rastvoru:

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

Pri tome se borna kiselina ponaša kao Luisova kiselina, tj. reaguje sa molekulom vode i prima elektronski par od OH^- grupe, što je čini kiselinom po Luisovoj teoriji. Nagrađeni B(OH)₄^- jon ima tetraedarski oblik, tj. tetraedarski raspored atomskih grupa oko atoma bora.

U rastvorima sa pH vrijednošću 7-10, i ako je koncentracija bora veća od 0.025 mol/L dolazi do stvaranja poliboratnih jona. Najpoznatiji je tetraboratni jon koji se nalazi u mineralu boraksu:

4B(OH)₄^- + 2 H⁺ B₄O₇^2- + 9 H₂O

Primjena

Borna kiselina nalazi primjenu kao antiseptik, insekticid, za sprječavanje širenja vatre itd. U industriji nalazi primjenu u proizvodnji fiberglasa, za pravljenje sredstava za podmazivanje drveta. Koristi se i u pirotehnici.