Boorhappe füüsikalis-keemilised omadused

Mar 19, 2026

Jäta sõnum

[[A_NewsDataDownLoad]]

Boorhappel on kihiline struktuur, mis koosneb asümmeetrilistest vesinik{0}}sidemetega B(OH)3-ühikutest ja mille kihtide vahe on 318 pikomeetrit. See lahustub vees, alkoholis, glütseroolis, eetrites ja eeterlikes õlides; selle vesilahus on nõrgalt happeline. Boorhappe lahustuvus vees suureneb temperatuuri tõustes ja see võib koos veeauruga lenduda. Vesilahuses esineb boorhape peamiselt ioniseerimata B(OH)3 monomeeridena, kuid väike osa B(OH)3 molekulidest komplekseerub vees OH- ioonidega, muutes lahuse kergelt happeliseks.

 

Boorhape on monoprootne, väga nõrk hape. Selle happesus ei tulene prootonite annetamisest. Kuna boor on elektron-puudulik aatom, võib see lisada veemolekulidest hüdroksiidioone, vabastades prootoni. Seda elektron-puudulikku omadust kasutatakse polühüdroksüühendite (nagu glütserool ja glütserool) lisamisel stabiilsete komplekside moodustamiseks, suurendades seeläbi selle happesust.

 

Boorhappe happesuse (pKa=9.25) põhjus:

Lahuses sisalduvad ained pole aga tegelikult nii lihtsad. On teatatud, et boorhape esineb lahjendatud lahustes (<0.025 mol/L) in the forms of B(OH)3 and [B(OH)4]-. However, at higher concentrations, the acidity of the solution increases significantly. Through pH and conductivity studies, it is believed that a stronger triboronic acid (pKa = 6.84) is formed in more concentrated boric acid solutions. Its anion structure is a cyclic triboronic acid with a hydroxyl group added.

 

Isegi tetraboorhape H2B4O7 (pKa1≈4, pKa2≈9) on tekkinud. Lisaks on boorhappe ja boraadi segalahustes kinnitatud triboraadiioonide olemasolu. Muidugi on polüboorhapete ja polüboraatide olemasolu ja vormide kohta palju teooriaid. Populaarseimad polüboraadiioonid on aga HB2O4-, H4B3O7-, B4O72-, HB4O7- ja B5O8-, millest kõige usutavam on triboraadi ioon.

 

Glütserooli lisamine boorhappele käivitab esterdamise, vähendab boraadiioonide kontsentratsiooni ja soodustab boorhappe ionisatsiooni, suurendades seega lahuse happesust. Lisaks glütseroolile võivad boorhape ja selle boraadid moodustada kiiresti stabiilseid kelaate teiste polüoolide ja -hüdroksükarboksüülhapetega, valdavalt 1:1, aga mõnikord ka 1:2. Boorhappe happesust saab oluliselt suurendada polüoolide integreeriv toime; näiteks mannitooli juuresolekul võib boorhappe ionisatsioonikonstant tõusta 104 korda (pKa=9.25-lt 5,15-ni), mis on analüütilise keemia puhul aluseks boorhappe tiitrimisel NaOH lahusega mannitooli juuresolekul.

 

Boorhape reageerib vesilahuses vesinikfluoriidhappega, moodustades kohe trifluoroboorhappe, mis seejärel muutub aeglaselt tetrafluoroboorhappeks:

Esineb rida vaheprodukte, mis moodustavad täieliku reaktsioonijärjestuse: H[B(OH)4], H[BF(OH)3], H[BF2(OH)2], H[BF3(OH)] ja H[BF4]. Neist ainult monofluoroboorhape H[BF(OH)3] on ajutine vaheühend; ülejäänud kolm fluorohapet on stabiilsed ja neid saab valmistada eraldi.

Küsi pakkumist
Küsi pakkumist