四硼酸鈉
四硼酸鈉是一種無機化合物，化學式為Na2B4O7。其十水合物Na2B4O7·10H2O，是非常重要的硼化合物，在自然界中以硼砂的型態分佈。通常為含有無色晶體的白色粉末，易溶於水。
| 四硼酸鈉 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Sodium tetraborate decahydrate | |
| 識別 | |
| CAS號 | 1303-96-4（十水合物） 
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| PubChem | 11954323 |
| ChemSpider | 17339255 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYAP |
| EINECS | 215-540-4 |
| ChEBI | 86222 |
| KEGG | D03243 |
| 性質 | |
| 化學式 | Na2B4O7·10H2O 或 Na2[B4O5(OH)4]·8H2O |
| 摩爾質量 | 381.37 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 白色固體 |
| 密度 | 1.73 |
| 熔點 | 741 °C |
| 沸點 | 1575 °C |
| 危險性 | |
| 歐盟分類 | 未列明 |
| NFPA 704 |
 0
1
0
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| 閃點 | 不可燃 |
| 相關物質 | |
| 其他陰離子 | 偏鋁酸鈉 |
| 其他陽離子 | 四硼酸鉀 |
| 相關化學品 | 硼酸，過硼酸鈉 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
四硼酸鈉有廣泛的用途，可用作清潔劑、化妝品、殺蟲劑，也可用於配置緩衝溶液、製作玩具鬼口水（史萊姆）及製取其他硼化合物等。
通常以四硼酸鈉與硫酸反應來製備硼酸：
- Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4H3BO3 + Na2SO4
歷史
編輯硼酸最初在位於西藏的干湖床被首次發現。在公元8世紀，源自西藏、波斯（現伊朗）和亞洲其它地區的天然硼酸通過通往阿拉伯半島的絲綢之路來進行交易[1]。
硼砂在19世紀晚期首次被廣泛使用。當時Francis Marion Smith的太平洋海岸硼砂公司開始以「20 Mule Team Borax」的商標在市場上銷售和推廣各種用途的硼砂[2][3]。
結構
編輯
根據含水量的不同，四硼酸鈉可以是：無水物、五水物或十水物。在四硼酸鈉中，包含有[B4O5(OH)4]2−陰離子，其中有兩個四配位的硼原子（兩個BO4四面體）和兩個三配位的硼原子（兩個BO3三角形）。
四硼酸鈉酸化可得到硼酸，硼的其他化合物也可由四硼酸鈉作原料製取。當暴露在空氣中時，四硼酸鈉逐漸風化失去結晶水，成為無水物Na2B4O7。
四硼酸鈉在火焰中顯亮黃色。這個性質有時被用來製作煙火，但用途不廣，因為其結晶水限制了硼在火焰中的特徵綠色，而使鈉的黃色佔主要地位。
用途
編輯四硼酸鈉有防腐作用，為複方四硼酸鈉溶液的主要成分。
四硼酸鈉是製造光學玻璃、琺瑯和瓷釉的原料；也用於鋼鐵冶金。
實驗室中常用四硼酸鈉來配置四硼酸鈉緩衝溶液，用於DNA的凝膠電泳以及分析化學等。
硼砂珠實驗可用來鑑定特定金屬，例如銅、鐵、鉻、錳、鈷和鎳等。
食品添加劑
編輯四硼酸鈉，E編號為E285，被用作食品添加劑，但在美國，中國和泰國等某些國家已經被禁止使用。[4]
早年在台灣，貢丸會加入四硼酸鈉「冰西」以增加彈性及口感，後來禁用。 四硼酸鈉溶於水時，會產生硼酸，並進一步與水中的氫氧根結合成硼酸根離子，與多醣中的官能基進行縮合反應（一種將兩個分子的官能基結合並脫去其他分子的反應）。換句話說，四硼酸鈉是澱粉分子間的關鍵連結，負責將各個分子交聯（cross-link）在一起，從而產生「QQ 的」口感。[5]
四硼酸鈉溶液（四硼酸鈉水）亦是兒童玩具鬼口水的主要製作原料。
藥用
編輯中醫稱四硼酸鈉可用作清熱解毒藥，性涼、味甘咸，外治咽喉腫痛、牙疳、口瘡、目生翳障、中耳炎、香港腳等，內服治噎嗝、咳嗽痰稠等。
誘殺螞蟻
編輯四硼酸鈉可以用於果園和菜園。但是，請務必記住四硼酸鈉是一種非常強的且有潛在危險的化學物質，不應在緊挨蔬菜附近使用四硼酸鈉，因為四硼酸鈉在隨蔬菜吃入時可能會產生毒性。 另外，如果您有寵物或兒童，請避免將四硼酸鈉收集器丟在外面， 因為即使攝入少量也會造成嚴重損害。 [4]
清潔劑
編輯四硼酸鈉被用來作清潔或製作清潔用的產品已有數百年歷史了，它仍然是許多商業洗衣粉中的主要成分。[4]
肥料(植物微量營養素)
編輯植物需要特殊的元素組合才能保持健康，而第二種普遍缺乏的微量營養素是硼（第一種是鋅）。 硼缺乏會導致根系生長發育遲緩，花粉粒空，花粉活力差以及每株植物的花少。如果植物的葉尖垂死，果實變暗，生長發育遲緩，葉片變黑，根部有些壞死，蔬菜黑心，或根莖蔬菜上有斑點，莖杆開裂和空心，並且總體生產力低下，則可能會是缺乏硼。 如果您的土壤測試顯示您的硼含量低於1 ppm，則可能需要使用四硼酸鈉向土壤中添加更多的硼。 當使用四硼酸鈉作肥料時（植物微量營養素），重要的是不要使用超過推薦量的四硼酸鈉，因為它可以殺死植物，這就是為什麼它大劑量使用時也可以作除草劑的原因。還應認識到礦物質在土壤中積累，因此不需要定期使用它。[4] [6]
毒性
編輯吃下四硼酸鈉後與胃酸反應的產物：硼酸（H3BO3）。硼酸對人體屬於中等毒性，會被腸胃道或是受損的皮膚迅速吸收，但不易排出的「蓄積性毒物」。只有微量攝取時，可由泌尿系統排出，對身體幾乎沒有影響；可是若暴露量太大或累積量過多時，便會引起中毒。在動物實驗中，發現硼酸會導致體重減輕，且具有生殖毒性(Hadrup et al., 2021)[7]。台灣已在1994年禁用。
這是由於硼酸在人體中會抑制消化酶作用，可能引起食慾衰退、阻礙營養素吸收、影響骨骼發育，中毒現象包括皮膚紅疹、脫屑；噁心、嘔吐、腹瀉、休克、昏迷等，嚴重者可能對胃、肝、腎、肺，甚至對腦造成危害。
成人若攝入用 1~3 公克四硼酸鈉即可能中毒，成人(每一公斤體重)超過15~20 公克有致命危險；孩童則因為代謝效率較慢，食用 5 公克可能造成死亡。
參見
編輯參考文獻
編輯- ^ Borax ( Na2B4O7. 10H2O ) - Sodium Borate - Occurrence, Discovery and Applications. AZoM. 2004-08-16 [2024-04-23]. （原始內容存檔於2024-04-23） （英語）.
- ^ American Borax Production. Scientific American. 1877, 37 (12): 184–185. ISSN 0036-8733.
- ^ Hildebrand, George Herbert. Borax pioneer: Francis Marion Smith. Borax Pioneer: Francis Marion Smith 1st ed. San Diego, Calif: Howell-North Books. 1982: 267. ISBN 978-0-8310-7148-6.
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Jill Harness, Borax Uses for Vegetable Gardening, Home Guides， San Francisco Chronicle. [2021-05-26]. （原始內容存檔於2021-10-17）.
- ^ 泛科學 硼砂：讓食物變得 QQ 的月石.
- ^ 9 Surprising Borax Uses In The Garden, Gardeners' Magazine. [2021-05-27]. （原始內容存檔於2021-10-20）.
- ^ Hadrup, Niels; Frederiksen, Marie; Sharma, Anoop K. Toxicity of boric acid, borax and other boron containing compounds: A review. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2021-04-01, 121. ISSN 0273-2300. doi:10.1016/j.yrtph.2021.104873 （英語）.
- Haynes, William M. (編). CRC Handbook of Chemistry and Physics 92nd. CRC出版集團. 2011. ISBN 978-1439855119.