化学性质

中文名称:硼砂
中文同义词:黄月砂;硼砂(药用);四硼酸钠,十水;月石砂;四硼酸钠(硼砂);十水四硼酸钠,ACS;十水合四硼酸钠(四硼酸钠);十水四硼酸钠,99+%
英文名称:Sodiumtetraboratedecahydrate
英文同义词:SWABS10MLPEPTONFYSIOLOG.SALINESOL.;SODIUMTETRABORATEDECAHYDRATEBIOXT;Borax,Sodiumtetraborate,decahydrate,sodiumborate,decahydrate,antipyonin,borascu;Boricacidsodiumdecahydrate;SodiumtetraboratedecahydrateACSreagent,99.5-105.0%(Titration);antipyonin;antipyonin[qr];borascu
CAS号:1303-96-4
分子式:B4H20Na2O17
分子量:381.37
EINECS号:603-411-9

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硼砂性质
熔点75°C
沸点320°C
密度1.73g/mLat25°C(lit.)
蒸气压0.213hPa(20°C)
储存条件StoreatRT.
溶解度H2O:0.1Mat20°C,clear,colorless
形态Powder/Solid
比重1.73
颜色White,gray,bluishorgreenishwhitestreaked
气味(Odor)Odorless
PH值9.15-9.20(25℃,0.01Minsolution)
酸碱指示剂变色ph值范围9.2
水溶解性60g/L(20ºC)
最大波长(λmax)
λ:260nmAmax:0.012
λ:280nmAmax:0.010
Merck14,8590
InChIKeyCDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N

物理性质

硼砂就是硼酸的钠盐,四硼酸钠的总称,是含硼的矿物。根据含结晶水的数量分为十水硼砂,五水硼砂和无水硼砂三种类型。
(1)十水硼砂的化学名称为十水四硼酸钠,分子式Na2B4O7·10H2O,分子量381.37。是无色半透明晶体或白色结晶粉末,无臭、味咸,密度1.73g/cm3,熔点75℃。在干燥空气中可缓慢失去水而风化。加热至300-400℃,便失去全部结晶水而转变为无水四硼酸钠Na2B4O7。易溶于水和甘油中,不溶于醇。878℃熔化为玻璃体状物质。
(2)五水硼砂的化学名称为五水四硼酸钠,分子式Na2B4O7·5H2O,分子量291.29,是白色结晶状粉末,密度1.815g/cm3,当加热至122℃时失去结晶水,转变为无水四硼酸钠。
(3)无水硼砂的化学名称为四硼酸钠,分子式Na2B4O7,分子量201.22,是白色结晶或玻璃体,有α和β两种形式:α斜方晶体,熔点742.5℃,密度2.28g/cm3,β斜方晶体,熔点664℃,密度2.75g/cm3,吸湿性较强,溶于水,慢慢溶于甲醇,可形成浓度为13-16%的溶液。硼砂除有耐热、耐水和耐酸等特性外,还有极强的溶解能力。硼砂加热后变白膨胀,成为透明的玻璃球,金属氧化物可以溶解其中,可恢复金属的原有颜色,这就是有名的硼砂球反应。硼砂可用于电容器制造,用于各种玻璃制品,用于陶瓷工业作釉料。在采矿和冶金工业中用作抗冻抗凝剂,在有色金属工业中作电解质的添加剂和焊接剂。另外用作防腐剂及除草剂和土壤杀菌剂以及硼化物的制造中。

安全信息

危险品标志Xn,T
危险类别码62-61-60
安全说明22-24/25-36/37-45-53
危险品运输编号UN1458
WGKGermany1
RTECS号VZ2275000
TSCAYes
海关编码28401990

合成方法

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

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 。