ホウ酸塩

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ホウ酸イオンの空間充填モデル

ホウ酸塩(ホウさんえん、: borate)とは、ホウ酸 (B(OH)3) の塩、もしくはホウ酸が脱水縮合したメタホウ酸やポリホウ酸などの塩を含む総称。

ホウ酸からプロトンが完全に失われたホウ酸イオンの化学式は BO33- で、金属イオンとを形成する。自然界においてホウ素は一般にホウ酸塩鉱物として存在する。また、ホウ素はケイ酸塩と結合して形成したホウケイ酸塩鉱物(例:トルマリン)としても存在する。

性質[編集]

ホウ酸塩は多くの形で存在する。酸と中性に近い状態ではホウ酸の形をとり、一般に H3BO3 と表されるがより実際の構造に近い示性式は B(OH)3 となる。ホウ酸の pKa は25 °Cで9.14である。ホウ酸は中では解離しないが、そのルイス酸性から水との作用でテトラヒドロキシホウ酸アニオンを形成する。

B(OH)3 + H2O B(OH)4- + H+

Ka = 5.8×10-10 mol/l; pKa = 9.24

ポリホウ酸アニオンは、pH 7-10でホウ素濃度が約0.025 mol/L以上になると形成する。最もよく知られているのは四ホウ酸イオンであり、ホウ砂に見られる。

4B(OH)4- + 2H+ B4O72- + 9H2O

ホウ酸は典型的な多塩基酸で、pH の増大による脱プロトンによってホウ酸二水素イオン [H2BO3-]、ホウ酸水素イオン [HBO32-]、ホウ酸イオン [BO33-] へと変わる。

ポリホウ酸イオン[編集]

ホウ酸は脱水縮合してさまざまなポリホウ酸や共役塩基を形成する。四ホウ酸イオン (B4O72-) が一般的だが、四ホウ酸水素イオンや三ホウ酸イオンそして、五ホウ酸イオンも知られる。それぞれ異なるメタホウ酸イオンは BO2-経験式を持ち、メタホウ酸化合物を形成する。この化合物の作る無限の網状構造は広範囲に渡り、おそらくこれを超えるのはポリケイ酸イオンのみである。

主なホウ酸塩[編集]

一般的なホウ酸塩にメタホウ酸ナトリウム (NaBO2) と四ホウ酸ナトリウム (Na2B4O7) がある。また、後者は含水鉱物のホウ砂 (Na2B4O7•10H2O) が天然に生成する。

また、木材防腐剤には八ホウ酸二ナトリウム四水和物が使われる。

ホウ酸塩鉱物[編集]

鉱物学において、ホウ酸塩からなる鉱物ホウ酸塩鉱物(ホウさんえんこうぶつ、: borate mineral)という。小藤石(Mg3(BO3)2)、ホウ砂(Na2B4O5(OH)4・8H2O)など。

参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]