硼的一些重要化合物
硼是一种非金属,它是元素周期表中的第五个元素。它用符号B表示,硼的原子序数为 5,属于元素周期表中的 p 区元素族。
Boron is one of the most abundant elements. Its amount is very less in earth’s crust say nearly 0.0001% by mass. It occurs in different forms as borax, orthoboric acid or kernite. In India Boron can be found as borax in Rajasthan and Ladakh.
硼是一种同位素元素,所以硼有两种同位素,一种是原子质量为 10,另一种是原子质量为 11。
硼的性质是:
- 它以结晶和无定形两种形式出现。
- 它的外观呈深色,呈结晶状。
- 它的外观呈无定形的棕色。
- 在 STP(标准温度和压力)下,它具有固相。
- 它具有很高的熔点和沸点。
- 它具有菱面体结构。
- 它是一种有光泽的准金属。
硼的用途是:
- 硼用于制造玻璃纤维。
- 硼以无定形形式用作火箭的燃料点火器。
- 硼酸形式的硼用于制造 Pyrex。
- 硼的一些同位素是良好的中子吸收剂,因此它们被用于核反应堆中以控制核反应。
- 硼还用于医疗领域,用于治疗某种脑肿瘤。
- 对于植物,硼有助于保持细胞壁健康。
- 硼在农业工业中用于制造液体肥料
硼的一些重要化合物
硼砂
Borax is one of the most important compounds of Boron. Its formula is Na2B4O7⋅10H2O. Its name is Sodium tetraborate decahydrate.
硼砂易溶于水。硼砂溶于水时会产生氢氧化钠和原硼酸。
Na 2 B 4 O 7 + 7H 2 O → 2NaOH + 4H 3 BO 3 (原硼酸)
硼砂长时间加热后变成透明液体,这种透明液体冷却凝固后形成硼砂珠。硼砂珠用于测试不同的偏硼酸盐。硼砂与涂在铂丝上的氧化钴一起加热时会产生蓝色火焰。
硼砂的特性是:
- 硼砂的熔点高达743摄氏度,沸点为1575摄氏度。
- 它是一种无色化合物。
- 其晶体结构为方形。
- 它的 ph 值为 9.13。
- 它的溶液本质上是碱性的。
- 它是一种柔软的水溶性化合物。
硼砂的用途是:
- 硼砂主要用于去污剂。
- 它具有杀死蚂蚁等小昆虫的能力,因此也用于此目的。
- 硼砂的基本用途之一是软化硬水。
- 它也用于制造防腐剂。
- 硼砂现在也是涂料行业的重要化合物。
- 除草剂和杀菌剂也使用硼砂。
原硼酸
Orthoboric acid is a chemical compound with the formula H3BO3. It is formed when borax is dissolved in water. It is a weak Lewis acid.
对许多行业有用的原硼酸摸起来有肥皂味。它溶于水和酒精。它于 1702 年由 Wilhelm Homberg 首次准备。它具有层状结构,也具有阻燃性。
原硼酸的性质是:
- 原硼酸是一种白色结晶固体。
- 摸起来很滑。
- 它极易溶于热水,而微溶于冷水。
- 当原硼酸被加热时会形成偏硼酸。
- 它的熔点为170.9摄氏度。
- 原硼酸的结构具有不同层的BO 3单元。
- 误食是无害的。
原硼酸的用途是:
- 用于制作耐热玻璃。
- 它用于食品的保存。
- 它用于制造杀虫剂和杀虫剂。
- 化妆品行业也在使用原硼酸制造不同的化妆品。
- 它用于家庭防火,因为原硼酸使木材防火。
- 也用于制作陶器和搪瓷。
乙硼烷
Diborane has a formula B2H6 and it is a hydride of boron. It can be prepared by mixing boron trifluoride with LiAlH4 in diethyl ether.
化学反应可以写成:
4BF 3 + 3LiAlH 4 → 2B 2 H 6 + 3LiF + 3AlF 3
氢化钠和 BF 3在 450 开尔文温度下的反应也产生乙硼烷,该技术用于工业生产用于商业目的的乙硼烷。
乙硼烷的性质是:
- 它是一种无色的硼化合物。
- 沸点为 180 开尔文。
- 它本质上是剧毒的。
- 暴露在空气中会着火,因此非常危险。
- 具有带有 BH 和 BHB 键的平面结构。
- 在氧气存在下燃烧时产生大量能量。
乙硼烷的用途是:
- 乙硼烷用于橡胶的硫化。
- 它也用于火箭推进剂。
- 在许多聚合物反应中也用作催化剂。
- 在电气工业中,它用于赋予本质上纯净的晶体以电气特性,因此在掺杂时添加了一些杂质。
- 由于乙硼烷很容易着火,所以它被用作火焰加速器。
- 它还在许多化学反应中用作还原剂。
示例问题
问题一:硼砂是酸性还是碱性?
回答:
Borax, when dissolved in water, produces a huge amount of hydroxide ions which are in the form of sodium hydroxide, it hides the acidity effect of orthoboric acid and thus borax is mainly basic in nature, also borax has a ph of 9.13 which clarifies that it is basic.
问题2:说出一些含有硼酸的水果?
回答:
Apples, Bananas, Almonds, Peanuts and many more fruits have some amount of boric acid in them.
问题3:原硼酸加热过度会怎样?
回答:
Metaboric acid will be formed on heating orthoboric acid if heated more than boric oxide will be formed.
H3BO3 (heat) ⇒ HBO2 (Metaboric acid) (heat) ⇒ B2O3 (Boric Oxide)
问题 4:当硼烷水解时会发生什么?
回答:
Boranes when hydrolysed by water gives boric acid as a result. It can be understood by the following reaction:
B2H6(gas) + 6H2O(liquid) → 2B(OH)3(aq) + 6H2 (gas)
问题5:为什么硼酸被认为是弱酸?
回答:
It is considered a weak acid as it is not able to release H+ ions on its own because firstly it takes OH– ions from water and then after completing its octet releases H+ ions.