Соединения В, Bi, Zn.

Бор является элементом главной подгруппы третьей группы перио­дической системы, на внешнем электронном слое содержит три электрона. В соединениях проявляет степень окисления +3. Предвнешний слой атома бора содержит 2 электрона, преобладают неметаллические свойства

Бор относится к микроэлементам организма, биологическое значение его изучено недостаточно.

Бор был получен в 1808 году французским химиком Гей – Люссаком.

В природе бор сравнительно мало распространен в виде следующих минералов, представленных преимущественно солями тетраборной кислоты

борная кислота (сассолин) – Н₃ВО₃

бура – Na₂B₄O₇ · 10 H₂O

кернит - Na₂B₄O₇· 4 H₂O

борокальцит – CaB₄O₇· 4 H₂O

ашарит – B₂O₃ · 2 MgO · H₂O

Кислота борная Acidum boricum (ЛH)

H₃BO₃ Boric acid (MHH)

Получение

Основным сырьем для ее получения служат минералы. Так, при разложении ашаритовых пород серной кислотой при температуре 100 – 110С образуется борная кислота:

Кислоту борную получают из борсодержащих минералов при действии минеральных кислот (при нагревании). Реакция разложения:

1. Na₂B₄O₇ • 10 H₂O + 2НС1 → 4Н₃В0₃ + 2NaCl + 5Н₂O

Бура

2. CaB₄O₇ • 4Н₂O + 2НС1 + H₂O → 4Н₃В0₃ + 2СаС1₂

Борокальцит

3. Na₂B₄O₇ · 4Н₂O + 2НС1 + H₂O → 4Н₃В0₃ + 2NaCl

Кернит

4. В₂О₃ · 2 MgO · H₂O + 2 H₂SO₄ → 2 MgSO₄ + 2 Н₃ВО₃

Ашарит

При охлаждении выделяется кислота борная, которую отфильтровы­вают и очищают.

Описание и растворимость

Бесцветные, блестящие, слегка жирные на ощупь чешуйки или мелкий кристаллический порошок, без запаха. Плохо растворим в холодной воде, хорошо в горячей воде, медленно в глицерине (в 25 частях воды, в 4 частях кипящей воды, в 25 частях спирта и медленно в 7 частях глицерина).

Физические свойства

1. При нагревании в растворах улетучивается с парами воды и спирта.

2. При длительном нагревании до 100°С теряет часть воды и переходит в метаборную кислоту HBO₂:

Н₃ВО₃ → НВО₂ + H₂O

При более сильном нагревании борная кислота образуется тетраборная кислота H₂B₄O₇ в виде стекловидной сплавленной массы, а при полной потере воды образуется бор­ный ангидрид B₂O₃. После растворения в воде все эти соединения снова переходят в борную кислоту.

Химические свойства

1. Кислотно-основные. Кислота борная очень слабая кислота. К_дис = 6,4 •10^-10 Водные растворы имеют слабокислую реакцию среды. При взаимодействии со щелочами образует соли: метабораты (NaBO₂) или тетрабораты (Na₂B₄O₇). Соли ортоборной кислоты H₃BO₃ не образуются.

2. Кислота борная с одноатомными алифатическими спиртами обра­зует эфиры, с многоатомными спиртами и полифенолами - комплексные соединения.

При взаимодействии с глицерином кислота борная образует кислоту глицеринборную, которая проявляет более сильные кислотные свойства. Растворы кислоты борной в глицерине имеют кислую реакцию среды.

Подлинность

1.ФС Реакция образования борноэтилового эфира. Раствор кислоты борной в этаноле горит пламенем с зеленой каймой.

2. Реакция образования комплексных соединений с куркумином.

Д ля проведения реакции используется куркумовая бумага (фильтро­вальная бумага, пропитанная раствором куркумина), на которую наносится раствор JIB и кислота хлороводородная разведенная. После высушивания бумага окрашивается в розовый цвет, при смачивании раствором аммиака окраска переходит в зеленовато-черную.

Куркумин – органическое вещество, получаемое из экстракта корней куркумы. Это кристаллы желто – оранжевого цвета. Исследуемый раствор борной кислоты наносят на куркумовую бумагу (фильтровальная бумага, пропитанная спиртовой настойкой куркумы), одновременно добавляя несколько капель хлороводородной кислоты. Появляется розовое или буровато – красное окрашивание, в зависимости от концентрации препарата. Если подействовать после этого раствором аммиака розовое окрашивание переходит в зеленое, затем в черное. Химизм происходящих реакций:

В куркуме содержится желтый краситель (диферулоилметан), который существует в двух таутомерных формах:

розоцианин (розовый или буровато-красный)

Методами ИК –спектроскопии установлено, что борная кислота вступает во взаимодействие с енольной формой куркумина.

Определению бора с куркумином мешают железо, вольфрам, которые в тех же условиях реагируют с куркумином с образованием подобных комплексов.

Из неофициальных реакций заслуживают внимание с α – окси и α – аминоантрохинонами. Эти органические агенты сами окрашены и дают цветные реакции с бромом.

Ализарин красный S в слабокислой среде образует с борной кислотой продукты синего цвета:

В слабо щелочной среде он переходит в соединение желтого цвета. Сам ализарин S в щелочной среде имеет фиолетовую окраску.