无水硼砂

化学性质物理性质发现历史天然硼砂硼砂的用途药理作用灭生性除草分析方法硼酸和硼砂的制备毒性无水硼砂试剂级价格

无水硼砂

CAS号:1303-96-4
英文名:Sodium tetraborate decahydrate
中文名:无水硼砂
CBNumber:CB00131160
分子式:B4H20Na2O17
分子量:381.37
MOL File:1303-96-4.mol

无水硼砂化学性质

熔点 :75 °C
沸点 :320°C
密度 :1.73 g/mL at 25 °C(lit.)
蒸气压 :0.213 hPa (20 °C)
储存条件 :2-8°C
溶解度 :H₂O: 0.1 M at 20 °C, clear, colorless
形态 :Powder/Solid
比重 :1.73
颜色 :White, gray, bluish or greenish white
PH值 :9.21(1 mM solution);9.17(10 mM solution);9.05(100 mM solution);
气味 (Odor) :Odorless
酸碱指示剂变色ph值范围 :9.2
水溶解性 :60 g/L (20 ºC)
最大波长(λmax) :λ: 260 nm Amax: 0.012
λ: 280 nm Amax: 0.010
Merck :14,8590
暴露限值 :ACGIH: TWA 2 mg/m3; STEL 6 mg/m3
NIOSH: TWA 5 mg/m3
InChIKey :CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N
CAS 数据库 :1303-96-4
EPA化学物质信息 :Borax (1303-96-4)

安全信息

危险品标志 :Xn,T
危险类别码 :62-61-60
安全说明 :22-24/25-36/37-45-53
危险品运输编号 :UN 1458
职业暴露等级 :B
职业暴露限值 :TWA: 5 mg/m3
WGK Germany :1
RTECS号 :VZ2275000
TSCA :Yes
海关编码 :28401990
毒害物质数据 :1303-96-4(Hazardous Substances Data)
毒性 :LD50 orally in rats: 5.66 g/kg (Smyth)

无水硼砂 MSDS

Disodium tetraborate decahydrate

无水硼砂性质、用途与生产工艺

化学性质
硼砂是无色晶体，在空气中风化，加热至400～500℃可脱水成无水四硼酸钠，在878℃时熔化为玻璃状物。因为熔体中含有酸性氧化物B2O3，故能溶解金属氧化物。这种性质可用于焊接金属时清除金属表面上的氧化物，许多金属氧化物溶于熔融的硼砂后常显出特征的颜色，如偏硼酸钴Co(BO2)2为蓝色，偏硼酸镍Ni(BO2)2为棕色，偏硼酸铬Cr(BO2)3为翠绿色等。如：

这也称做硼砂珠反应，分析化学中常用此法检验某些金属离子。

加碱平衡向右移动，可用硼酸制硼酸盐，在强碱条件下以偏硼酸盐形式存在。四硼酸钠水溶液可看做是由二分子硼酸 (或偏硼酸) 和二分子偏硼酸钠组成，是个缓冲体系，溶液pH值约为9.4～9.6，只要将所制得上述强碱溶液的pH值降至约9.6，就可得到硼砂。我国西藏有大量天然硼砂，东北也有丰富的硼镁矿。工业上从硼镁矿制硼砂一般采用烧碱分解矿石的方法，先得到偏硼酸钠然后通入二氧化碳，降低其碱性即得到硼砂，其主要反应如下：
Mg2B2O5·H2O+2NaOH=2Mg(OH)2+2NaBO2
4NaBO2+CO2+10H2O＝Na2B4O5(OH)4·8H2O+Na2CO3
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物理性质硼砂就是硼酸的钠盐，四硼酸钠的总称，是含硼的矿物。根据含结晶水的数量分为十水硼砂，五水硼砂和无水硼砂三种类型。
(1)十水硼砂的化学名称为十水四硼酸钠，分子式Na2B4O7·10H2O，分子量381.37。是无色半透明晶体或白色结晶粉末，无臭、味咸，密度1.73g/cm3，熔点75℃。在干燥空气中可缓慢失去水而风化。加热至300-400℃，便失去全部结晶水而转变为无水四硼酸钠Na2B4O7。易溶于水和甘油中，不溶于醇。878℃熔化为玻璃体状物质。
(2)五水硼砂的化学名称为五水四硼酸钠，分子式Na2B4O7·5H2O，分子量291.29，是白色结晶状粉末，密度1.815 g/cm3，当加热至122℃时失去结晶水，转变为无水四硼酸钠。
(3)无水硼砂的化学名称为四硼酸钠，分子式Na2B4O7，分子量201.22，是白色结晶或玻璃体，有α和β两种形式：α斜方晶体，熔点742.5℃，密度2.28 g/ cm3，β斜方晶体，熔点664℃，密度2.75 g/cm3，吸湿性较强，溶于水，慢慢溶于甲醇，可形成浓度为13-16%的溶液。
硼砂除有耐热、耐水和耐酸等特性外，还有极强的溶解能力。硼砂加热后变白膨胀，成为透明的玻璃球，金属氧化物可以溶解其中，可恢复金属的原有颜色，这就是有名的硼砂球反应。硼砂可用于电容器制造，用于各种玻璃制品，用于陶瓷工业作釉料。在采矿和冶金工业中用作抗冻抗凝剂，在有色金属工业中作电解质的添加剂和焊接剂。另外用作防腐剂及除草剂和土壤杀菌剂以及硼化物的制造中。
发现历史硼砂为天然产硼砂Borax经加工精制而成的结晶。硼砂形成于硼盐湖的干涸沉积中，也有成盐产于干燥地区的土壤内。
中国是最早发现硼砂的国家，早在公元1563年就有硼砂出口。西藏拉萨附近的盐湖沉积矿床是世界上著名的硼砂产地之一。中国青海柴达木等地的盐湖中产出甚多，硼砂是中药中十分重要的清热解毒收敛药，对急性咽喉类、牙龈肿痛、中耳炎有很好的疗效。硼砂是拉丁语Boraium的译音，中国古代称之为“硼砂”“盆砂” 或“蓬砂”，音极近似。早期东西方的硼砂出于同一源流——西藏。自唐太宗以文成公主嫁给吐蕃国王松赞干布后，内地与西藏加强交流，往来更为密切，西藏硼砂即输入内地。唐代炼丹术提到硼砂的有《黄帝九鼎神丹经诀》《太古土兑经》《金华玉液大丹》《太洞炼真宝经九还金丹妙诀》《真元妙道要略》等多种。作为医药用品，最先载于《日华诸家本草》 (约成书于970年)，和西方最早记载硼砂的年代大体相同。最先传到西方的硼砂，是西藏产品，经印度、康士坦丁堡及威尼斯而到西欧。西藏与内地的交通，经常梗塞，13-14世纪时，西藏硼砂一度经阿拉伯由海路输入内地，南宋赵汝适《诸蕃志》反映了这件事。现代中国出产硼砂的地区有西藏及青海柴达木盆地的盐湖。
天然硼砂天然硼砂是一种硼矿。俗称“原硼”，其中含硼砂(Na2B4O7·10H2O)40-70%，杂质有芒硝、食盐、碳酸钠及不溶性的火山灰。我国是世界上最早发现和使用天然硼砂的国家。世界上最重要的天然硼砂出产国是美国。如美国硼城的大型粗硼砂矿，矿石品位为(B2O3) 25%，年产量达80万吨。土耳其的爱曼特硬硼砂矿，品位(B2O3) 30%，年产量40万吨。我国青海的霍硕特西左后、柴达木，甘肃的阿拉善的西北湖中，西康的盐并、恩达、宁静、昌都等县，西藏拉隆等地都有天然硼砂矿产地。
参考资料：张显鹏主编.铁合金辞典.沈阳：辽宁科学技术出版社.1996.第223页.
硼砂的用途硼砂的用途很广，可用做洗衣粉和肥皂的填料，也是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料，也可制造人造宝石、焊药等。经提炼精制后可做清热解毒药，性凉、味甘咸，可治咽喉肿痛、牙疳、口疮、目生翳障等症。
硼砂熔融时成无色玻璃状物质，用于制造特种光学玻璃。在熔融状态下能溶解一些金属氧化物，并依不同金属显出特征颜色。例如溶解氧化钴时由于生成Co(BO2)2而呈深蓝色， Cu(BO2)2呈蓝色，Cr(BO2)3呈绿色，MnO2· 2B2O3呈紫色等。因此在分析化学中可以用硼砂珠实验鉴定金属离子。这一性质也应用到搪瓷和玻璃工业上，用以上釉或着色;也用于人造宝石。焊接金属时硼砂用作焊药，以除去金属表面氧化物。硼砂水溶液显碱性，可用作肥皂和洗衣粉填料。医疗上用作防腐剂。中医用作清热解毒药。在化学工业中是制造系列硼化合物的原料。硼砂溶液用作植物肥料。制硼砂的下脚料(氢氧化镁及硼砂母液)与硫酸作用可得硼酸与硫酸镁混合物，即硼镁肥。硼砂亦是制硼酸的原料。
药理作用实验研究十水硼砂的与硼酸一样有弱的抑菌作用，用平板法使培养基中含10%的硼砂对大肠杆菌、绿脓杆菌、炭疽杆菌、弗氏痢疾杆菌、志贺痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、变形杆菌及葡萄球菌、白色念珠菌均有抑制作用，用纸片法证明硼砂还能抑制白喉杆菌、牛型布氏杆菌、肺炎双球菌、脑膜炎球菌及溶血性链球菌等。可用以冲洗溃疡、脓肿，特别是黏膜发炎，如结膜炎、胃炎等，因其为碱性，可使黏膜去垢，口服用于尿道杀菌，特别尿为酸性时，可使之成碱性。硼砂的消毒防腐作用极微，但无刺激性;煅硼砂对羊毛样小孢子癣菌有较强的抑制作用。
灭生性除草硼砂是一种非耕地及工业区灭生性除草，具有很强的植物毒性，一般情况下用药量200kg/hm2左右，特殊情况下高达300kg/hm2。依降雨量和土壤组成情况可保持两年左右的药效。曾作为防腐剂和杀菌剂使用，用于橘子防霉。由于水溶液呈碱性，所以不能同某些除草剂混用，通常硼砂也用作阻燃剂和铁质材料的缓蚀剂。作为除草剂，除单用外，也同氯酸钠混用，以减低氯酸钠的易燃性。同某些有机除草剂如除草定(Bromacil)混用可用于工业区除草。
分析方法可以用氟化钙测定或经硫酸酸解再以甘露醇～氢氧化钠滴定。工业品的分析有两种方法，一是以稀硫酸萃取样品的锻烧灰，再以醌茜素进行比色测定;一是同氢氧化钡锻烧成灰，再以稀醋酸萃取，而后以对硝基苯偶氮-1.8-二羟基萘-3，6-二磺酸进行分光光度测定。
硼酸和硼砂的制备
硼矿主要用于制备硼酸和硼砂，然后再应用于其他工业。
制取硼酸和硼砂的工艺依所用的硼矿原料的种类而定。由天然硼砂和斜方硼砂制取硼砂，只需经过简单加工即可获得合格产品。由钠硼解石、白钙硼石或硬硼钙石制取硼砂，需用纯碱和碳酸氢钠的混合液进行碱解，然后经过滤洗涤、浓缩后冷却、结晶分离才能产出。
用硼镁石生产硼酸的工艺流程如图12-11所示。其工艺过程简述如下：
矿石经破碎后煅烧，使结晶水蒸发;煅烧过的矿石磨碎后用硫酸溶解生成硼酸，其反应式如下：
Mg2B2O5·H2O+2H2SO4＝2H3BO3+2MgSO4
然后将反应产物过滤，除去不溶解渣(尾矿)，再进行结晶、脱水、干燥等作业即可获得商品硼酸。结晶、脱水作业的母液再返回到溶解作业。
用硼镁石制取硼砂是在浓碱溶液中使其分解，得到偏硼酸钠，然后在较浓的偏硼酸钠溶液中通入CO2以降低pH值，通过结晶分离即可得到硼砂。
图12-11用硼镁石生产硼酸的工艺流程
Mg2B2O5+2NaOH＝2NaBO2+2Mg(OH)↓
4NaBO2+CO2+10H2O＝Na2B4O5(OH)4·8H2O+Na2CO3
硼砂加热到350～400℃时成为无水盐。
毒性口服对人体有害，吸收到机体后有咳嗽、恶心、呕吐、腹泻、精神迟钝、肌肉痉挛、眼结膜充血、疼痛。工作环境应注意通风，适当进行防护，操作人员要戴密闭式安全眼镜、穿工作服等劳保用品。应急时，用大量水冲洗眼睛，清洗口腔，饮大量水，吸人新鲜空气，呼吸困难者做人工呼吸和送医院治疗。泄漏时清扫漏出物，再用大量水冲洗。
化学性质无色半透明晶体或白色结晶粉末。无臭，味咸。稍溶于冷水，较易溶于热水、甘油；微溶于乙醇、四氯化碳。
用途用作硼化合物的基本原料，也用于玻璃、搪瓷、有色金属焊接、肥料、原子能工业及电子管等
用途主要用于玻璃和搪瓷行业。在玻璃中，可增强紫外线的透射率，提高玻璃的透明度和耐热性能。在搪瓷制品中，可使瓷釉不易脱落而使其具有光泽。在特种光学玻璃、玻璃纤维、有色金属的焊接剂、珠宝的黏结剂、印染、洗涤(丝和毛织品等)、金的精制、化妆品、农药、肥料、硼砂皂、防腐剂、防冻剂和医药用消毒剂等方面也有广泛应用。它也是制取其他硼化合物的基本原料之一，几乎所有的含硼化合物都可经由硼砂制得，它们广泛应用于冶金、机械、轻工、纺织、电子、化工和军工等部门。
用途同“硼镁石”。是提取硼的最主要矿物原料。
用途用作色谱分析试剂、缓冲剂、防腐剂和金属助熔剂
用途
硼砂主要用于电容器制造，消毒防腐药；用于配制已曝光感光材料冲洗加工液；也用作硼化合物的基本原料，亦可用于玻璃、搪瓷、有色金属焊接、肥料、原子能工业等。
生产方法用露天开采法。硼砂易于粉碎、易溶于水、B2O3含量高、加工工艺简单。
生产方法碳碱法将预处理的硼矿粉与碳酸钠溶液混合。在碳解器中进行反应，加入碳酸钠的量为理论量的105%～110%，用夹套加热，反应温度控制在130～135 ℃，反应压力0.5～0.6 Mpa，反应时间在13～15 h内。二氧化碳浓度为25%～30%。碳解后的物料抽滤去除滤渣后逆流洗涤。将澄清溶液加热浓缩，冷却结晶，离心分离，干燥加工成为成品。其

加压碱解法把预处理的硼矿粉与氢氧化钠溶液混合（氢氧化钠过量60%～100%），在压力容器内加热分解，反应压力控制在0.4 Mpa，反应时间维持6～8 h。碱解后的浆料用真空过滤机过滤，并进行逆流洗涤，然后通CO₂进行碳化。再进行冷却结晶，分离，干燥得成品，
生产方法碳碱法将预处理的硼矿粉与碳酸钠溶液混合，在碳解器内进行反应，加入碳酸钠的量为理论量的105%～110%。碳解器是夹套加热，反应压力控制在0.5～0.6 Mpa、温度130～135℃，反应时间13～15 h，二氧化碳浓度为25%～30%，可直接使用经净化后的窑气。碳解后的料浆经过滤除去残渣，逆流洗涤，所得清溶液经浓缩(如果经逆流洗涤溶液浓度达到要求则不用浓缩)，冷却结晶、离心分离、干燥，制得硼砂成品。其
2(2MgO·B2O3)+Na2CO3+2CO2+Xh2o→Na2B4O7+4Mg·3CO2·Xh2o
加压碱解法将预处理的硼矿粉与氢氧化钠溶液混合(氢氧化钠量为理论量的160%～200%)，在装有搅拌器的碱解器内加温加压使之分解，反应压力0.4 Mpa，反应时间6～8 h，碱解后的料浆用叶片真空过滤机过滤和逆流洗涤，然后通人二氧化碳进行碳化。碳化完成液再经冷却结晶、分离、干燥，制得硼砂成品。其
2MgO·B2O3+2NaOH+H2O→2NABO2+2Mg(OH)2
4NaBO2+CO2→Na2B4O7+Na2CO3
生产方法重结晶法将工业硼砂溶于蒸馏水中，再经除杂提纯，过滤，结晶，分离，洗涤，干燥即得。
类别农药
毒性分级中毒
急性毒性口服- 大鼠 LD50: 2660 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 2000 毫克/ 公斤
可燃性危险特性燃烧产生有毒硼化物和氧化钠气体
储运特性库房通风低温干燥
灭火剂干粉、泡沫、砂土