四硼酸钠的制备方法及用途

2021/6/10 16:53:27  作者:娜娜


 四硼酸钠的制备方法

使硼酸与碱作用即生成硼酸盐,当溶液为强碱性(pH=11~12)时,主要生成偏硼酸盐:

H3BO3+NaOH=NaBO2+2H2O

碱性较弱(pH<9.6)时,则生成四硼酸盐:

4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O

按其结构,硼砂的化学式应写做Na2B4O5(OH)4·8H2O。

硼砂是无色晶体,在空气中风化,加热至400~500℃可脱水成无水四硼酸钠,在878℃时熔化为玻璃状物。因为熔体中含有酸性氧化物B2O3,故能溶解金属氧化物。这种性质可用于焊接金属时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,如偏硼酸钴Co(BO2)2为蓝色,偏硼酸镍Ni(BO2)2为棕色,偏硼酸铬Cr(BO2)3为翠绿色等。如:

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

这也称做硼砂珠反应,分析化学中常用此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:

4BO2-+H2O=B4O72-+2OH-

B4O72-+7H2O=4H3BO3+2OH-

加碱平衡向左移动,可用硼酸制硼酸盐,在强碱条件下以偏硼酸盐形式存在。四硼酸钠水溶液可看做是由二分子硼酸(或偏硼酸)和二分子偏硼酸钠组成,是个缓冲体系,溶液pH值约为9.4~9.6,只要将所制得上述强碱溶液的pH值降至约9.6,就可得到硼砂。我国西藏有大量天然硼砂,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,先得到偏硼酸钠然后通入二氧化碳,降低其碱性即得到硼砂,其主要反应如下:

Mg2B2O5·H2O+2NaOH=2Mg(OH)2+2NaBO2

4NaBO2+CO2+10H2O

=Na2B4O5(OH)4·8H2O+Na2CO3

四硼酸钠的用途

硼砂的用途很广,可用做洗衣粉和肥皂的填料,也是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料,也可制造人造宝石、焊药等。经提炼精制后可做清热解毒药,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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