硼酸

硼酸
[péng suān]
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无机化合物
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基本信息
中文名称： 硼酸
英文名称：boric acid
化学式： H3BO3
分子量：61.833
CAS号： 10043-35-3
EINECS号：233-139-2
理化性质
密度：1.435g/cm 
熔点：170.9℃  
用途
大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间，也可用作防腐、消毒剂。
分析测定
方法名称
硼酸—硼酸的测定—中和滴定法
应用范围
本方法采用中和滴定法测定硼酸（H3BO3）的含量。
本方法适用于硼酸的测定。
方法原理
取供试品适量，加甘露醇与新沸过的冷水，微温使溶解，迅即放冷至室温，加酚酞指示液，用氢氧化钠滴定液（0.5mol/L）滴定至显粉红色。每1mL氢氧化钠滴定液（0.5mol/L）相当于30.92mg的H3BO3，计算，即得。
注1：“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一,“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积移液管的精度要求。
注2：“水分测定”用烘干法，取供试品2~5g，平铺于干燥至恒重的扁形称瓶中，厚度不超过5mm，疏松供试品不超过10mm，精密称取，打开瓶盖在100~105℃干燥5小时，将瓶盖盖好，移置干燥器中，冷却30分钟，精密称定重量，再在上述温度干燥1小时，冷却，称重，至连续两次称重的差异不超过5mg为止。根据减失的重量，计算供试品中含水量（%）。 
作用
慢化过程
U-235发生裂变反应后产生快中子，快中子在慢化剂中运动，能量逐渐衰减，最后变成热中子，这段时间叫慢化时间，这个过程叫慢化过程。快中子变成热中子后不一定马上会被吸收，还会运动一段时间，最后被吸收，这段时间叫扩散时间。
在慢化过程中，可以使用慢化剂。慢化剂的作用是慢化中子，以使中子容易与靶核反应，做慢化剂的前提条件是具有大的散射截面，小的吸收截面，这样慢化效果好，最好的慢化剂是重水，还有二氧化碳，碳，水，硼-10同位素等等。 
硼酸吸收中子
硼酸是一种大中子吸收截面的物质，在反应堆中主要是用来调节反应性用的，加入适量的硼酸可以降低反应性。
天然硼元素有两种稳定同位素,即B-10 和B-11，丰度分别为19.78%和80.22%。B-10 具有对中子高吸收的独特特性，B-10 对热中子的吸收截面为3837bar(1b=10，Pa)，自然丰度的硼的对热中子的吸收截面接近于750bar，而B-11 仅为 0.005bar，因此B-10 对热中子的吸收截面是自然丰度硼的5倍还多，是石墨的20多倍，是传统防护材料混凝土的 500多倍。
就是说，硼-10同位素是高效的热中子吸收剂。因此在核电站中它是安全和控制系统中所不可缺少的。特殊级（SQ）硼酸用于核工业，具有硼-10高比例特性。
正是由于B-10 同位素的这种特性，使得B-10 同位素的相关产品广泛应用到了军用防护、核武器及核工业等军事领域。
投撒硼酸还有一个作用就是可以在高温下玻化，可固定住放射性元素四处扩散。（如同玻璃厂烧制玻璃一般）
另外，硼-10同位素，还可用于中子计数管，在核反应堆里用做防护屏，调正棒，也用于治疗癌症。
酸性
其酸性来源不是本身给出质子，由于硼是缺电子原子，能加合水分子的氢氧根离子，而释放出质子。利用这种缺电子性质，加入多羟基化合物（如甘油醇和甘油等）生成稳定配合物，以强化其酸性。
硼酸显酸性原因：
 
硼酸究竟是一元酸还是多元酸？
硼酸是一元极弱酸，但是有些教科书及手册上提到硼酸为三元酸，三级电离常数。1930年F.L.Hahn等人的论文中，测得硼酸的pKa1为9.24，pKa2为12.74，pKa3为13.4。后来N.Ingri等人在上世纪60年代对这一问题做了深入研究，用电位法研究了硼酸的平衡，未证实水溶液中有平均电荷数小于-1的硼酸根离子存在，即溶液中没有
或
等高价阴离子存在。我国学者宋立珠，周晓鸿等人通过理论计算也证明不应该有二级、三级电离。用实验方法未能证明硼酸有二级及三级离解平衡，只能认为硼酸为一元酸。有些教科书及手册用Ka1表示硼酸的离解常数是不妥的，因为它使人产生硼酸在水溶液中有多级离解的不正确概念，故建议改为Ka表示。
在硼酸中加入甘油后硼酸的酸性会增强。
形成的硼酸酯燃烧产生绿色火焰，可用于鉴别含硼化合物。 
储存方法
应储存在干燥清洁的库房内，不得露天堆放，应避免雨淋或受潮。应装在棚车、船舱或带棚的汽车内运输，并不应与潮湿物品和有色的原料混合堆置，运输工具必须干燥清洁。
应用领域
玻璃和玻纤
用于生产光学玻璃、耐酸玻璃、有机硼玻璃等高级玻璃和玻璃纤维，可改善玻璃的耐热性和透明性，提高机械强度，缩短熔融时间。
B2O3在玻璃和玻纤的制造中扮演着助熔剂和网络形成体的双重角色。例如，在玻纤生产中经可降低熔融温度从而有助于拉丝。一般来讲，B2O3可以降低粘度、控制热膨胀、阻止失透、提高化学稳定性、提高抗机械冲击和热冲击能力。
在要求钠含量较低的玻璃生产中硼酸常常与钠硼酸盐（如五水硼砂或无水硼砂）混合使用以调节玻璃中的钠硼比。这对硼硅酸盐玻璃来说很重要，因为氧化硼在低钠高铝的情况下表现为良好的助溶性。
搪瓷和陶瓷
搪瓷、陶瓷工业用于生产釉药，能减少釉的热膨胀、降低釉药的固化温度，从而防止龟裂和脱釉，提高制品的光泽和坚牢度。
对于陶瓷、搪瓷釉料，氧化硼是很好的助熔剂和网络形成体。它可形成玻璃（在低温时），提高坯釉适应性，降低粘度和表面张力，提高折射率，提高机械强度，耐久性耐磨性，它是无铅釉的重要组成。高硼熔块熟化快，形成光滑釉面的速度快，有利于着色。在快速烧成釉面砖熔块中，B2O3以硼酸引入，以保证低钠含量的要求。
医药工业
用于生产硼酸软膏、消毒剂、收敛剂、防腐剂等。 
阻燃
加入赛璐璐材料中的硼酸盐可改变其氧化反应，促进“碳化”的形成。因此可阻燃。硼酸单独或者与硼砂一起使用，对减少赛璐璐绝缘材料、木器、床垫中的棉花胎的可燃性有特殊的效果。
冶金
用作生产硼钢中的添加剂、助溶剂，以使硼钢具有高硬度和良好轧延性。硼酸可防止金属焊接、铜焊、套焊的表面氧化。它也是硼铁合金的原料。
皮革
用于裸皮表面脱灰，防止皮革的表面再鞣皮后发生灰斑。
防锈
硼酸可作为防锈剂、润滑剂和热氧化稳定剂。它被加入到润滑剂、刹车油、金属加工液、水处理剂和燃料添加剂中。
粘结剂
硼酸是制造瓦楞纸粘结剂的成份之一，同时也是制造酷蛋白和糊精粘结剂的胶溶剂。硼酸通过交联键羟基极大地改善了湿胶强度。
个人保健品
国家医药级（NF）硼酸用于化妆品、卫生用品及药品中。它还与硼砂混合制所PH缓冲溶液。作为交联剂乳化石蜡，还可用作抑菌剂。 
核工业
硼-10同位素是高效的热中子吸收剂。因此在核电站中它是安全和控制系统中所不可缺少的。特殊级（SQ）硼酸用于核工业，它能够增加硼-10比例。 
化学工业
用于生产各种硼酸盐类，如硼氢化钠、硼酸氢铵、硼钨酸镉、硼氢化钾等。
在尼龙中间体的生产过程中，硼酸对碳氢化合物的氧化起催化作用，并生成酯提高乙醇的产量，从而阻止了羟基的进一步氧化而生成酮或羟酸。
化肥工业用于生产烛芯、含硼化肥。
用作分析化学试剂，用于配制缓冲液、单倍体育种各种培养基。 
急救措施
皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。就医。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧。就医。
食入：饮足量温水，催吐。洗胃，导泄。就医。
泄露应急处理
隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。小心扫起，转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。
防护措施
工程控制：生产过程密闭，加强通风。
呼吸系统防护：空气中粉尘浓度超标时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿防毒物渗透工作服。
手防护：戴橡胶手套。
其他防护：工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。
药品简介
适应症
用作皮肤损害的清洁剂，也可用于伴大量渗液的急性湿疹、脓疱疮等。
用法用量
3～4%溶液用于皮肤、粘膜(腔)、膀胱、角膜伤口的冲洗清洁，口腔炎和咽喉炎时含漱，急性湿疹和急性皮炎伴大量渗液时湿敷。
不良反应
外用一般毒性不大。用于大面积损害，吸收后可发生急性中毒，早期症状为呕吐、腹泻、皮疹、中枢神经系统先兴奋后抑制，可有脑膜刺激症状和肾损伤，严重者发生循环衰竭或（和）休克，于3～5天死亡。致死量成人约为15～20g，小儿为3～6g。由于本品排泄缓慢，反复应用可产生蓄积，导致慢性中毒，表现为厌食、乏力、精神错乱、皮炎、秃发和月经紊乱。
注意事项
本品禁内服、慎用于婴幼儿。
规格
硼酸软膏：5%、10%。硼酸溶液：2%、4%。
药典信息
性状
本品为无色微带珍珠光泽的结晶或白色疏松的粉末，有滑腻感；无臭；水溶液显弱酸性反应。
本品在沸水、沸乙醇或甘油中易溶，在水或乙醇中溶解。
鉴别
本品的水溶液显硼酸盐的鉴别反应（附录Ⅲ）。
检查
溶液的澄清度
取本品1.0g，加温水25mL使溶解，放冷至室温，溶液应澄清；如显浑浊，与1号浊度标准液（附录Ⅸ B）比较，不得更浓。
乙醇溶液的澄清度
取本品1.0g，加乙醇10mL，煮沸溶解后，溶液应澄清；如显浑浊，与2号浊度标准液（附录Ⅸ B）比较，不得更浓。
氯化物
取本品0.5g ，依法检查（附录Ⅷ A），与标准氯化钠溶液5.0mL制成的对照液比较，不得更浓(0.01%) 。
硫酸盐
取本品0.5g ，依法检查（附录Ⅷ B），与标准硫酸钾溶液2.0mL制成的对照液比较，不得更浓(0.04%) 。
磷酸盐
取本品0.5g，加水15mL溶解后，加 2,4-二硝基苯酚的饱和溶液2滴，滴加硫酸溶液(12 →100)至黄色消失，加水稀释至20mL，再加硫酸溶液 (12→100)4mL、5%钼酸铵溶液1mL与磷试液1.0mL，摇匀，于60℃水浴中保温10分钟，如显色，与标准磷酸盐溶液（精密称取磷酸二氢钾0.1430g，置1000mL量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀，精密量取10mL，置100mL量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即得。每1mL溶液相当于10μg 的 PO4）5.0mL用同一方法制成的对照液比较，不得更深（0.01%）。
钙盐
取本品0.5g ，加水10mL溶解后，加氨试液使成碱性，再加草酸铵试液 0.5mL与乙醇5mL，加水至20mL，摇匀，如显浑浊，与标准钙溶液5.0mL用同一方法制成的对照液比较，不得更浓(0.01%)。
镁盐
取本品0.5g ，加水8mL溶解后，用8%氢氧化钠溶液中和至中性，加水至10mL，再加8%氢氧化钠溶液5mL与0.05%太坦黄溶液0.2mL，摇匀；如显色，与标准镁溶液（取预先经800℃灼烧至恒重的氧化镁16.58mg，加盐酸2.5mL与水适量使溶解成1000mL，摇匀）5.0mL用同一方法制成的对照液比较，不得更深（0.01%）。
铁盐
取本品1.0g，加水25mL溶解后，依法检查（附录Ⅷ G），与标准铁溶液 1.0mL制成的对照液比较，不得更深（0.001%） 。
重金属
取本品1.0g，加水23mL溶解后，加醋酸盐缓冲液（pH3.5）2mL，依法检查（附录Ⅷ H第一法），含重金属不得过百万分之十。
含量测定
取本品约0.50g ，精密称定，加甘露醇5g与新沸过的冷水25mL，微温使溶解，迅即放冷至室温，加酚酞指示液3 滴，用氢氧化钠滴定液（0.5mol/L）滴定至显粉红色。每1mL氢氧化钠滴定液（0.5mol/L）相当于30.92mg的H3BO3。
类别
消毒防腐药。
资源分布
全球分布
硼资源在全球范围内，以土耳其的资源较好，储量较大。我国的硼资源储量丰富，仅次于土耳其、美国和俄罗斯。智利硼资源开发和利用发展较快。朝鲜也探明并开始开发利用硼资源。
国内分布
我国的硼资源主要分布于辽宁，尤其以丹东地区的凤城宽甸最为集中，有“中国硼都”之称。凤城市的翁泉沟硼铁矿是我国探明的唯一特大型、亚洲最大的硼铁矿床。另外在青海、西藏地区也有分布。在华北、华南、中南及华东地区有少量分布。
硼资源优势为硼酸产业发提供了基础和保障。硼酸的开发利用成为丹东地区的支柱产业之一。