ХИМИЯ С-ВН141 неметали - Стр.11
Ортоборната киселина се използва като антисептик. При нагряване губи вода и образува метаборна киселина HBO 2
(100 o C) и тетраборна киселина H 2 B 4 O 7 (140 o C). H 3 VO 3 \u003d HBO 2 + H 2 O 4HBO 2 \u003d H 2 B 4 O 7 + H 2 O
H 2 B 4 O 7 \u003d 2 B 2 O 3 + H 2 O Тетраборна киселина H 2 B 4 O 7 е по-силна киселина (K 1 \u003d
1.8. 10 -4, К 2 \u003d 1,5. 10 -5), но по-малко стабилна киселина.
В серията H 3 BO 3 - HBO 2 - H 2 B 4 O 7 стабилността на киселините намалява, а стабилността на солите, напротив, се увеличава.
Воден разтвор на натриев тетраборат (боракс) има силно алкална реакция поради поетапна хидролиза:
2 Na 2 B 4 O 7 + 6 H 2 O 4 NaBO 2 + 4 H 3 BO 3
NaBO 2 + 2 H 2 OH 3 BO 3 + NaOH
Бораксът се използва и като антисептик. Алкалите и киселините, образувани по време на хидролизата на боракса, причиняват коагулацията на протеините на микробните клетки.
Когато борната киселина взаимодейства с натриев хидроксид, не се образува натриев ортоборат, а в зависимост от количеството на основата се образува тетраборат или натриев метаборат:
4 H 3 VO 3 + 2 NaOH \u003d Na 2 B 4 O 7 + 7 H 2 O
При излишък от алкали натриевият тетраборат се превръща в натриев метаборат:
Na 2 B 4 O 7 + 2 NaOH \u003d 4 NaBO 2 + H 2 O
Напротив, при подкисляване на разтвори на тези соли се освобождава ортоборна киселина:
Na 2 B 4 O 7 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 B 4 O 7 H 2 B 4 O 7 + 5 H 2 O \u003d 4 H 3 BO 3
От солите на борните киселини най-голяма практическа стойност има натриевият тетраборат или боракс Na 2 B 4 O 7. Тази сол обикновено се отделя от водните разтвори под формата на големи безцветни кристали Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O. При нагряване свредлото губи вода за кристализация и след това се топи, образувайки прозраченстъкловидна маса. В разтопено състояние бораксът взаимодейства с оксиди на различни метали, като по този начин образува оцветени двойни соли на метаборати:
Na 2 B 4 O 7 + CoO \u003d 2 NaBO 2
+ Co (BO 2) 2 \u003d Na 2 Co (BO 2) 4 (синьо)
3 Na 2 B 4 O 7 + Cr 2 O 3
\u003d Na 6 Cr 2 (BO 2) 12 (зелен)
Това свойство на боракса се използва при запояване на метали за почистване на повърхността им от оксидния слой и в аналитичната химия за откриване на някои метали.
С алкохолите H 3 BO 3 или B (OH) 3 дава в присъствието на H 2 SO 4 лесно летливи етери, оцветявайки пламъка в зелено. Това се използва за качествено определяне на вещества, съдържащи бор.
B (OH) 3 + 3 C 2 H 5 OH
B (OS 2 H 5) 3 + 3 H 2 O
Области на приложение на бора. Комбинирайки се с други неметали, борът образува съединения, които са удивителни по своите свойства. Въглеродният карбид B 4 C 3 е огнеупорно кристално вещество с много висока твърдост, не по-ниска от диаманта. В допълнение, въглеродният карбид е устойчив на киселини и хлор, така че се използва за производството на части и инструменти, които работят при високи температури в агресивни среди. В ядрената енергетика се използва за абсорбиране на неутрони. Борен нитрид BN - има твърдост, сравнима с тази на диаманта, и точка на топене от 3000 ° C. Диамантът изгаря при 90 ° C, а боразонът (разновидност на BN) при 2000 ° C е само леко окислен от повърхността. В допълнение, борният карбид и нитрид се използват като огнеупорни материали или като добавки към огнеупорни сплави. Самият бор се използва като добавка към стоманата и някои цветни сплави. Твърдостта на стоманите и тяхната устойчивост на корозия се повишава чрез въвеждането на бор в повърхностния слой на стоманата. С много d-метали борът образува твърди, топлоустойчиви, химически инертни вещества. НаTaV 2 не работи дори при кипене на "кралска водка". Хафниевият диборид HfB 2 е най-топлоустойчивият от всички бориди, топи се при 3250 ° C и е устойчив на продължително нагряване. Устойчивостта на бора към високи температури се предава и на полупроводници, съдържащи бор (PB, AsB), които могат да работят при високи температури за дълго време.
Бораксът се използва при производството на глазури върху порцеланови и фаянсови изделия, при производството на висококачествени стъкла, огнеупорни емайлирани бои, сапуни и синтетични детергенти, при дъбене на кожа и импрегниране на дърво. Бораксът и борната киселина също се използват като дезинфектант.
Биологична роля и физиологично действие на борните съединения.
намира се в семената на растенията, в млякото на бозайниците, жълтъка на кокошите яйца. При липса на бор в растенията добивът и броят на семената рязко намаляват.
Съединенията на бора също могат да имат токсичен ефект върху човешкото тяло, в което могат да проникнат дори през непокътната кожа. Смъртоносната доза е 15-20 g за възрастни и 4-5 g за деца. Максимално допустимата концентрация на техния прах във въздуха не трябва да превишава: борен оксид
- 5 mg / m 3, ортоборна киселина - 10 mg / m 3.
7.1. Лабораторна работа "Свойства на бора и неговите съединения"
Целта на работата: Да се запознаят с химичните свойства на бора и неговите съединения.
Опит 1. Получаване на ортоборна киселина
Към 5-6 капки наситен разтвор на боракс се добавят 2-3 капки концентрирана сярна киселина. Охладете епруветката под кран в течаща вода
и отбележете образуването на кристали борна киселина. Напишете уравнението на реакцията. Изсипете по-голямата част от разтвора от епруветката в мивката до останалата част
към кристалите H 3 BO 3, които се крият на дъното, добавете дестилирана вода. Проверетеразтворимост на ортоборна киселина при стайна температура
и при нагряване.
Опит 2. Киселинни свойства на ортоборната киселина
Разтворете няколко кристала ортоборна киселина в епруветка. С помощта на индикатора определете естеството на средата и стойността на рН в получения разтвор на борна киселина. Борната киселина силен или слаб електролит ли е? Напишете уравнението на дисоциация за H 3 BO 3 .
Добавете парче магнезий в епруветка с разтворена ортоборна киселина. Какво се случва? Напишете уравнение за реакцията.
Опит 3. Получаване на борен оксид (борен анхидрид)
Прикрепете метална пластина (желязо или алуминий) към скобата на статива. Поставете малко борна киселина на ръба на чинията. С помощта на спиртна лампа загрейте плочата, докато ортоборната киселина се дехидратира, докато набъбването на масата спре. Издърпайте получената стъкловидна стопилка със стъклена пръчка и я издърпайте. Обърнете внимание на вискозитета на борния анхидрид. Охладете плочата с борен оксид, прехвърлете оксида в епруветка и разтворете в малко количество вода. Определете естеството на средата в получения разтвор. Напишете уравнението за разлагане на ортоборна киселина и уравнението за реакцията на взаимодействие на борен оксид с вода. Обърнете внимание на вида и свойствата на борния оксид.
Опит 4. Заместване на по-летлива киселина с по-малко летлива киселина
Смесете приблизително 1 g ортоборна киселина и натриев хлорид. Поставете сместа в епруветка. Фиксирайте епруветката в статив и я загрейте. Донесете стъклена пръчка, навлажнена с разтвор на амоняк, до отвора на епруветката. Обяснете какво се случва. Напишете уравнение за реакцията на борна киселина, изместваща повече летлива киселина от нейната сол.