Borskābe

Borskābe
Borskābes struktūrformula Borskābes molekulas modelis Pulverveida borskābe
Citi nosaukumi	ūdeņraža oksoborāts, ortoborskābe, borakskābe, borofaks
CAS numurs	10043-35-3
Ķīmiskā formula	H3BO3
Molmasa	61,83 g/mol
Blīvums	1435 kg/m3
Kušanas temperatūra	170,9 °C
Viršanas temperatūra	300 °C
Šķīdība ūdenī	2,52 g/100 mL (0 °C) 4,72 g/100 mL (20 °C) 5,7 g/100 mL (25 °C) 19,10 g/100 mL (80 °C) 27,53 g/100 mL (100 °C)

Borskābe jeb ortoborskābe (H₃BO₃ vai B(OH)₃) ir ļoti vāja neorganiska skābe. Borskābe ir cieta bezkrāsaina viela, tās triklīnie, slāņainie kristāli ir plānu zvīņu veidā, kuras taustot liekas taukainas. Tas saistīts ar borskābes kristālrežģa uzbūvi, kur molekulas saistītas savā starpā ar ūdeņraža saitēm plakanos monomolekulāros slāņos, bet šos slāņus savā starpā saista daudz vājākie starpmolekulārie spēki. Ūdenī šķīst diezgan slikti, bet šķīdība strauji pieaug līdz ar temperatūras paaugstināšanos. Borskābei šķīstot, tiek uzņemts siltums, tādēļ šķīdums atdziest. Borskābes sāļus sauc par borātiem.

Vēsture

Borskābi ieguva holandiešu natūrfilozofs Vilhelms Hombergs (Wilhelm Homberg) 1702. gadā, karsējot boraku kopā ar sērskābi. To drīz sāka pielietot medicīnā ar nosaukumu sal sedavitum.

Atrašanās dabā

Borskābe dabā atrodama reta minerāla sasolīna veidā. Tā atrodama minerālūdeņu sastāvā, kā arī karstajos avotos un vulkāniskajās fumarolās (vieglās gaistamības kopā ar ūdens tvaikiem dēļ). Nenozīmīgos daudzumos borskābi satur augļi, ogas, apiņi, dažreiz vīns.

Iegūšana

Ortoborskābi iegūst, hidrolizējot bora halogenīdus, borānus un citus savienojumus. Rodas, pievienojot stipras skābes borātu šķīdumiem. Polimērās borskābes, kā tetraborskābi, atsevišķi brīvā veidā izdalīt praktiski nav iespējams.

Īpašības

Borskābes kristāla monomolekulārā slāņa uzbūve. Ūdeņraža saites apzīmētas ar raustītām līnijām

Karsējot ortoborskābe atšķeļ ūdeni un pārvēršas par metaborskābi HBO₂. Metaborskābe ir bezkrāsaina kristāliska viela, kam pazīstamas trīs modifikācijas — kubiskā jeb γ-HBO₂ (visstabilākā); monoklīnā jeb β-HBO₂ un rombiskā jeb α-HBO₂.

Tālāk karsējot, metaborskābe vispirms pakāpeniski pāriet tetraborskābē H₂B₄O₇ un pēc tam zaudē visu ūdeni, rodoties bora oksīdam B₂O₃ jeb borskābes anhidrīdam.

Ūdens šķīdumos borskābe eksistē dažādu poliborskābju ar vispārīgo formulu Н_3m-2nВ_mО_3m-n veidā. Neitralizējot borskābes šķīdumus ar sārmiem, arī rodas nevis ortoborāti, bet metaborāti, tetraborāti un citi poliborāti. Pazīstamākais borskābes sāls ir nātrija tetraborāts Na₂B₄O₇·10H₂O jeb boraks.

Borskābes šķīdumu skābās īpašības, atšķirībā no citām skābēm, nodrošina nevis protonu (H⁺) atšķelšana, bet gan hidroksiljonu (OH⁻) pievienošana:

B(OH)₃ + H₂O ⇄ [B(OH)₄]⁻ + H⁺

Borskābe ir ļoti vāja skābe, kuru no sāļu šķīdumiem izspiež vairums citu skābju. Borskābei piemīt arī nelielas amfotēras īpašības, piemēram, ir pazīstams nestabils bora hidrogēnsulfāts В(HSO₄)₃.

Karsējot borskābe šķīdina metālu oksīdus, veidojot sāļus.

Ar spirtiem koncentrētas sērskābes klātienē veido esterus:

H₃BO₃ + 3CH₃OH → B(OCH₃)₃ + 3H₂O

Borskābes metilestera veidošanās ir kvalitatīva analītiska reakcija borskābes un borātu noteikšanai. Aizdedzinot borskābes metilesteris sadeg ar skaistu zaļu liesmu.

Tā kā borskābe reaģē ar silikātiem, veidojot kompleksus borsilikātus, ko viegli sadalīt ar sālsskābi, šo reakciju izmanto analītiskajā ķīmijā silikātu noteikšanai.

Borskābe ir toksiska viela, tās nāvējošā deva pieaugušam cilvēkam ir 15—20 g. Akūti saindējoties, rodas nelabums, stipra vemšana, caureja, sāpes vēderā; vēlāk izsitumi, ādas lobīšanās. Borskābei piemīt hepatotoksiska, gonadotropa, holinolītiska iedarbība; tā viegli pārvar placentāro barjeru, tādēļ īpaši jāuzmanās grūtniecēm. Ir aprakstīti saindēšanās gadījumi (tai skaitā letāli), borskābei uzsūcoties caur bojātu vai nebojātu ādu, it īpaši bērniem. Tā kā borskābe samērā lēni tiek izvadīta caur nierēm, tā var kumulēties (uzkrāties) organismā, izraisot hronisku saindēšanos.

Izmantošana

Borskābi jau no 19. gadsimta 60. gadiem izmanto medicīnā par dezinficējošu līdzekli, kas nekairina brūces un kam nav krāsas, smaržas un garšas. Mūsdienu medicīnā tiek uzskatīts, ka borskābes pretmikrobu aktivitāte ir zema. Tās toksiskuma dēļ (ietekmē CNS, asinsriti, var pat izraisīt akūtu nieru mazspēju) bērnu ārstēšanā borskābi izmantot nedrīkst (aizliegts izmantot bērnu un grūtnieču ārstēšanā jau PSRS laikā 1987. gadā). Borskābi ar nosaukumu Acidum boricum medicīnā lieto kā pulvera veidā, tā arī ūdens vai spirta šķīdumos, kā arī 5—10% ziedes veidā. Lieto dažu ādas slimību ārstēšanai, acu skalošanai, mutes un kakla skalošanai iekaisumu gadījumos.

Borskābi un boraku izmanto stikla (borsilikātstiklu — pireksa un Jēnas stikla) un keramikas ražošanā; koksnes piesūcināšanai; par boru saturošu augu mēslojumu. Borskābe ir citu bora savienojumu iegūšanas izejviela. Laboratorijās borskābi lieto buferšķīdumu pagatavošanai, bet fotogrāfijā — smalkgraudainu attīstītāju un skābo fiksāžu sastāvā. Lieto arī par kusni zeltu saturošu juvelierizstrādājumu lodēšanā, sveču izgatavošanā dakts stingrības nodrošināšanai, ādu miecēšanā.

Novusa spēlē borskābi tradicionāli izmanto galdiņa apstrādei labākai kauliņu slīdamībai.

Pārtikas rūpniecībā borskābi ierobežoti izmanto par konservantu E284 (produktiem, kas netiek patērēti lielos daudzumos, piemēram, kaviāram).

2010. gadā ar EK regulu borskābes tirdzniecība Latvijā tika ierobežota.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Borskābe.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)