求助关于硼酸酯的几个问题
硼酸酯分离提纯
硼酸,化学式H3BO3,无色略带珍珠光泽的三斜晶体或白色粉末,无臭,密度1.435g/cm3,熔点149±1℃,沸点300℃。 用硫酸分解硼镁矿可制得硼酸,也可用硫酸与硼砂的热溶液作用冷却结晶制得。 硼酸微溶于水,随温度增高溶解度增大,0℃时的溶解度为2.6g,107℃时的溶解度为37g。它可以采用重结晶法提纯。硼酸加热至169℃,即脱水变为偏硼酸(HBO2)n。偏硼酸再加热,可完全脱水变成玻璃状的三氧化二硼。 硼酸与甲醇或乙醇反应,易生成易挥发的硼酸三甲酯或硼酸三乙酯。燃烧时火焰呈美丽的绿色,可借以鉴定硼酸及其盐的存在。 硼酸水溶液具有弱酸性,并能抑制霉菌的生长,故在医及食品工业用做消毒剂和防腐剂,尤其用于洗涤眼睛。硼酸大量用于搪瓷釉的制造以及玻璃纤维的生产。
性质:硼酸实际上是氧化硼的水合物(B2O3.3H2O),为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶,有滑腻手感,无臭味。比重1.435(15ºC)。溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中,水溶液呈弱酸性。硼酸在水中的溶解度随温度升高而增大,并能随水蒸汽挥发;在无机酸中的溶解度要比在水的溶解度小。加热至70~100ºC时逐渐脱水生成偏硼酸,150~160ºC时生成焦硼酸,300ºC时生成硼酸酐(B2O3).
硼,BORON,源自硼砂borax和碳carbon,1808年发现,硼是一种非金属,以硼砂(四硼酸钠)和硼酸著称,后者是起清洁杀菌作用,对眼睛有益处的一种酸。美国的各种工业每年对硼的需要量,都在240,000t以上。在农业上,硼即可制成肥料,也是一种很好的除草剂。
尽管人们很久以前就和硼打交道,如古代埃及制造玻璃时已使用硼砂作熔剂,古代炼丹家也使用过硼砂,但是硼酸的化学成分19世纪初还是个谜。
1808年,英国化学家戴维(Sir Humphry Davy, 1778—1829)在用电解的方法发现钾后不久,又用电解熔融的三氧化二硼的方法制得棕色的硼。同年法国化学家盖-吕萨克(Joseph-Louis Gray-Lussac,1778—1850)和泰纳(Louis Jacques Thenard,1777—1857)用金属钾还原无水硼酸制得单质硼。
硼被命名为Boron,它的命名源自阿拉伯文,原意是“焊剂”的意思。说明古代阿拉伯人就已经知道了硼砂具有熔融金属氧化物的能力,在焊接中用做助熔剂。硼的元素符号为B,中译名为硼。
B不与盐酸作用,但与热浓H2SO4,热浓HNO3作用生成硼酸:
2B+3H2SO4(浓)==2B(OH)3+3SO2↑
B+3HNO3(浓)==B(OH)3+ 3NO2↑
硼酸的性质
(1)H3BO3是白色片状晶体,微溶于水(273K时溶解度为6.35g/(100gH2O)),加热时,由于晶体中的部分氢键断裂,溶解度增大(373K时溶解度为27.6 g)(100gH2O))。
(2)H3BO3是个一元弱酸,Ka=5.8×10-10,它之所以有弱酸性并不是它本身电离出质子H+,而是由于B是缺电子原子,它加合了来自H2O分子中OH-的(其中O原子上的孤对电子对向B原子的空的P轨道上配位)而释放出H+离子:
(3)硼酸的这种电离方式表现出了硼化合物是缺电子特点。所以硼酸是一个典型的路易士酸,它的酸性可因加入甘露醇或甘油(丙三醇)而大为增强,例如硼酸溶液的pH≈5~6,加入甘油后,pH≈3~4。
表现出一元酸的性质,可用强碱来滴定。
(4)硼酸和甲醇或乙醇在浓H2SO4存在的条件下,生成硼酸酯,硼酸酯在高温下燃烧挥发,产生特有的绿色火焰,此反应可用于鉴别硼酸,硼酸盐等化合物。
(5)硼酸加热脱水分解过程中,先转变为偏硼酸HBO3,继续加热变成B2O3。
(6)在同极强的酸性氧化物(如P2O5或AsO5)或酸反应时, H3BO3被迫表现出弱碱性:
可以用三氯化硼(BCl3)和甲醇钠(CH3Na)进行反应,用甲醇作溶剂,BCl3+3CH3Na→B(OCH3)3+3NaCl,甲醇钠使用过量(大于氯化硼的3倍),可以很快得到。反应完后的甲醇可以通过精馏除去。NaCl和CH3Na是离子晶体,沸点很高,精馏时可以一并处理掉。
(1)从题目信息中硼酸的用途:对人体的受伤组织有缓和和防腐作用,可以用于医药和食品防腐等方面,可知其为弱酸,故答案为:弱; (2)由于B原子外层3个电子,而硼酸中H与O成键,即H与O形成羟基,羟基氧原子连接在B原子上,所以每个羟基可以提供1个电子与B原子共用,因此硼酸结构简式为:B(OH)3,结构式为:
,故答案为:
; (3)硼酸中B原子属于缺电子原子,所以水溶液中可以结合水电离出的氢氧根,破坏水的电离平衡而使溶液显酸性,故答案为:B(OH) 3 +H 2 O=B(OH) 4 - +H + ;B(OH) 3 +OH - =B(OH) 4 - ; (4)在酯化反应中硼酸的三个羟基类似于羧酸中的羟基,-OH与甲醇中的氢原子结合生成水,故答案为:B(OH) 3 +3CH 3 OH═B(OCH 3 ) 3 +3H 2 O; (5)根据投影可知,1个B原子为3个Mg原子共用,故属于一个Mg原子的B原子为
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再看看别人怎么说的。