硼砂 意思解释

2016-06-05 00:00:00 来源:互联网化工百科 编辑:中国成人教育百科全书·化学·化工人评论

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使硼酸与碱作用即生成硼酸盐。向硼酸溶液中加入NaOH至强碱性(即pH=11~12) 时, 主要生成偏硼酸盐NaBO2

H3BO3+NaOH=NaBO2+2H2O

在碱性较弱的条件下(如pH<9.6),则生成四硼酸盐:

4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O

天然四硼酸钠的晶体称为硼砂, 它的结构如下所示:

所以,硼砂的化学式应写作Na2B4O5(OH)4·8H2O。硼砂晶体即由[B4O5(OH)4]2-离子通过氢键互相连接成长链, Na+及H2O分子位于链与链之间, 通过静电引力和氢键而把它们连在一起。

硼砂是白色晶体,受热时失去结晶水,体积膨胀, 然后熔化成玻璃状物质, 因为熔体中含有酸性氧化物(B2O3),故能溶解金属氧化物。在焊接金属时, 用于清除金属表面上的氧化物。许多金属氧化物溶于熔融的硼砂后,常显出特征的颜色,如Co(BO2)2为蓝色,Ni(BO2)2为棕色,Cr(BO2)3为翠绿色等等。

Na2B4O7+CoO=2NaBO2+Co(BO2)2

所以, 在分析化学中常用 “硼砂珠”法检验某些金属离子。硼砂在水中的溶解度很大,且随温度的升高而加大, 在水溶液中易水解而显碱性, 硼酸盐的水解反应如下:

由此平衡关系式可看出,加碱(OH)-平衡向左移动,从硼酸可制硼酸盐,在强碱条件下,硼酸盐以NaBO2形式存在。Na2B4O7的水溶液可看作是由二分子的H3BO3(或HBO2)和二分子的NaBO2组成的水溶液,这是个缓冲体系,溶液的pH值约为9.4~9.6,因此只要设法将以上制得的强碱性溶液的pH值降至约为9.6, 就可得到硼砂。反之, 加酸(H+)平衡向右移动, 所以从硼酸盐加酸可制得硼酸:

Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO4

利用硼酸与Na2SO4溶解度的不同,在Na2SO4溶解度最大的温度(32.4℃)下, 即可把硼酸从溶液中分离出来。我国的西藏有大量的天然硼砂, 东北也有丰富的硼镁矿, 工业上从硼镁矿制硼砂一般采用烧碱分解矿石的方法, 首先得到偏硼酸钠(NaBO2), 然后通入CO2,降低其碱性,即得到硼砂,其主要反应如下:

Mg2B2O5·H2O+2NaOH=Mg(OH)2+2NaBO2

4NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O5(OH)4·8H2O+Na2CO3

硼砂可作洗衣粉和肥皂的填料;是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料,也可制造人造宝石、焊药等。经提炼精制后的硼砂可做清热解毒药,该药性凉、味甘咸,可治咽喉肿痛、牙疳、口疮、目生翳障等症。

 

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