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硼酸盐

硼酸盐有偏硼酸盐、原硼酸盐、和多硼酸盐等。最重要的硼酸盐是四硼酸钠,俗称硼砂。硼砂的分子式为na2b4o5(oh)4·8h2o习惯上也常写作na2b4o7·10h2o)。
四硼酸根阳离子的立体结构如下:
在四硼酸根中有两个bo3平面三角形和两个bo4四面体通过共用角顶o原子而联结起来。
性质:
硼砂是无色半透明的晶体或白色结晶粉末。在空气中容易失水风化,加热到350℃~400℃左右,失去全部结晶水成无水盐,在878℃熔化为玻璃体。熔融状态的硼砂能溶解一些金属氧化物,形成偏硼酸盐,并依金属的不同而显示出特征颜色,例如:
na2b4o7 + coo co(bo2)2 ·2nabo2 (蓝色)
na2b4o7 + nio ni(bo2)2 ·2nabo2 (棕色)
此反应可用于焊接金属时除锈,也可以鉴定某些金属离子,这在分析化学上称为硼砂珠试验。
硼砂是一个强碱弱酸盐,可溶于水,在水溶液中水解而显示较强的碱性:
[b4o5(oh)4]2- + 5h2o 4h3bo3+2oh - 2h3bo3 + 2b(oh)4-
硼砂水解时得到等物质的量的酸(h3bo3)和碱(b(oh)4-),所以此水溶液具有缓冲作用。硼砂易于提纯,水溶液又显碱性,在实验室中常用它配制缓冲溶液或作为标定酸浓度的基准物质。在工业上还可用做肥皂和洗衣粉的填料。
硼砂珠试验可看作是熔融的酸性氧化物b2o3和碱性金属氧化物作用生成有特征颜色的偏硼酸盐玻璃,所以b2o3 也有硼砂珠试验,例如:
b2o3 + cuo cu(bo2)2 蓝色
b2o3 + nio ni(bo2)2 绿色
硼砂珠实验现象:(氧化焰,且为灼热时)
蓝:co
灰色:al(过饱和),si,
绿:cu,fe,co以比例混合。
黄褐:be,pb,ag,v,u
在bo3平面三角形结构中,b原子以sp2杂化轨道与o原子结合。(如下图所示)
在bo4四面体结构中,b原子以sp3杂化轨道与o原子结合。(如下图所示)
正硼酸盐:
实际上,只有mg,sc只有正硼酸盐。他们在常温下稳定,不溶于水,无结晶水。
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