硼砂 | |
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IUPAC名 Sodium tetraborate decahydrate | |
识别 | |
CAS号 | 1303-96-4((decahydrate)) |
PubChem | 11954323 |
ChemSpider | 17339255 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYAP |
EINECS | 215-540-4 |
ChEBI | 86222 |
KEGG | D03243 |
性质 | |
化学式 | Na2B4O7·10H2O 或 Na2[B4O5(OH)4]·8H2O |
摩尔质量 | 381.37 g·mol⁻¹ |
外观 | 白色固体 |
密度 | 1.73 |
熔点 | 741 °C |
沸点 | 1575 °C |
危险性 | |
欧盟分类 | 未列明 |
NFPA 704 | |
闪点 | 不可燃 |
相关物质 | |
其他阴离子 | 偏铝酸钠 |
其他阳离子 | 四硼酸钾 |
相关化学品 | 硼酸,过硼酸钠 |
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
硼砂(英文: Borax),或称四硼酸钠,分子式Na2B4O7.10H2O,是非常重要的含硼矿物及硼化合物。通常为含有无色晶体的白色粉末,易溶于水。
硼砂有广泛的用途,可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂,也可用于配置缓冲溶液、制作玩具鬼口水(史莱姆)及制取其他硼化合物等。
通常以硼砂与硫酸反应来制备硼酸:
- Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4H3BO3 + Na2SO4
结构
根据含水量的不同,四硼酸钠可以是:无水物、五水物或十水物。在硼砂中,包含有[B4O5(OH)4]2−阴离子,其中有两个四配位的硼原子(两个BO4四面体)和两个三配位的硼原子(两个BO3三角形)。
硼砂酸化可得到硼酸,硼的其他化合物也可由硼砂作原料制取。当暴露在空气中时,硼砂逐渐风化失去结晶水,成为无水物Na2B4O7。
硼砂在火焰中显亮黄色。这个性质有时被用来制作烟火,但用途不广,因为其结晶水限制了硼在火焰中的特征绿色,而使钠的黄色占主要地位。
然而硼砂与甲醇混合后放到火焰中,生成的硼酸三甲酯燃烧会发出硼的特征性绿色。
用途
硼砂有防腐作用,为复方硼砂溶液的主要成分。
硼砂是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料;也用于钢铁冶金。
实验室中常用硼砂来配置硼砂缓冲溶液,用于DNA的凝胶电泳以及分析化学等。
硼砂珠实验可用来鉴定特定金属,例如铜、铁、铬、锰、钴和镍等。
食品添加剂
硼砂,E编号为E285,被用作食品添加剂,但在美国,中国和泰国等某些国家已经被禁止使用。[1]
早年在台湾,贡丸会加入硼砂“冰西”以增加弹性及口感,后来禁用。 硼砂溶于水时,会产生硼酸,并进一步与水中的氢氧根结合成硼酸根离子,与多糖中的官能基进行缩合反应(一种将两个分子的官能基结合并脱去其他分子的反应)。换句话说,硼砂是淀粉分子间的关键链接,负责将各个分子交联(cross-link)在一起,从而产生“QQ 的”口感。
硼砂溶液(硼砂水)亦是流行儿童玩具鬼口水的主要制作原料。
药用
中医称硼砂可用作清热解毒药,性凉、味甘咸,外治咽喉肿痛、牙疳、口疮、目生翳障、中耳炎、香港脚等,内服治噎嗝、咳嗽痰稠等。
诱杀蚂蚁
将硼砂溶液与含糖液体或食油混合可诱杀蚂蚁产生慢性肾衰竭死亡,这是对付蚂蚁的常用招数,比市售杀虫剂更方便有效。 硼砂取得简单、成本低廉,是坊间常见的防治蚁蟑配方,一般会将硼砂与面粉、砂糖或其他易吸引昆虫的饵食混合,制成简单的饵剂。硼砂饵剂的灭虫机制是利用蚂蚁、蟑螂群居于巢穴、会食用同类尸体的习性,将硼砂的毒性传播出去。2003 年红火蚁入侵台湾的危机中,硼砂也被正式用作有效的饵剂之一,可以说是立了大功。
硼砂可以用于果园和菜园。但是,请务必记住硼砂是一种非常强的且有潜在危险的化学物质,不应在紧挨蔬菜附近使用硼砂,因为硼砂在随蔬菜吃入时可能会产生毒性。 另外,如果您有宠物或儿童,请避免将硼砂收集器丢在外面, 因为即使摄入少量也会造成严重损害。 [1]
清洁剂
硼砂被用来作清洁或制作清洁用的产品已有数百年历史了,它仍然是许多商业洗衣粉中的主要成分。[1]
肥料(植物微量营养素)
植物需要特殊的元素组合才能保持健康,而第二种普遍缺乏的微量营养素是硼(第一种是锌)。 硼缺乏会导致根系生长发育迟缓,花粉粒空,花粉活力差以及每株植物的花少。 如果植物的叶尖垂死,果实变暗,生长发育迟缓,叶片变黑,根部有些坏死,蔬菜黑心, 或根茎蔬菜上有斑点,茎杆开裂和空心,并且总体生产力低下,则可能会是缺乏硼。 如果您的土壤测试显示您的硼含量低于1 ppm,则可能需要使用硼砂向土壤中添加更多的硼。 当使用硼砂作肥料时(植物微量营养素),重要的是不要使用超过推荐量的硼砂,因为它可以杀死植物,这就是为什么它大剂量使用时也可以作除草剂的原因。 还应认识到矿物质在土壤中积累,因此您不需要定期使用它。 实际上,施用一次可以持续三年。[1][2]
毒性
吃下硼砂后与胃酸反应的产物:硼酸(H3BO3)。硼酸对人体属于中等毒性,会被肠胃道或是受损的皮肤迅速吸收,但不易排出的“蓄积性毒物”。只有微量摄取时,可由泌尿系统排出,对身体几乎没有影响;可是若暴露量太大或累积量过多时,便会引起中毒。
这是由于硼酸在人体中会抑制消化酶作用,可能引起食欲衰退、阻碍营养素吸收、影响骨骼发育,中毒现象包括皮肤红疹、脱屑;恶心、呕吐、腹泻、休克、昏迷等,严重者可能对胃、肝、肾、肺,甚至对脑造成危害。
成人若摄入用 1~3 公克硼砂即可能中毒,15~20 公克有致命危险;孩童则因为代谢效率较慢,食用 5 公克可能造成死亡。
参见
参考文献
- Haynes, William M. (编). CRC Handbook of Chemistry and Physics 92nd. CRC出版集团. 2011. ISBN 978-1439855119.