四硼酸钠
四硼酸钠是一种无机化合物，化学式为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态分布。通常为含有无色晶体的白色粉末，易溶于水。
| 四硼酸钠 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Sodium tetraborate decahydrate | |
| 识别 | |
| CAS号 | 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 |
| 性质 | |
| 化学式 | Na2B4O7·10H2O 或 Na2[B4O5(OH)4]·8H2O |
| 摩尔质量 | 381.37 g·mol⁻¹ |
| 外观 | 白色固体 |
| 密度 | 1.73 |
| 熔点 | 741 °C |
| 沸点 | 1575 °C |
| 危险性 | |
| 欧盟分类 | 未列明 |
| NFPA 704 |
 0
1
0
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| 闪点 | 不可燃 |
| 相关物质 | |
| 其他阴离子 | 偏铝酸钠 |
| 其他阳离子 | 四硼酸钾 |
| 相关化学品 | 硼酸，过硼酸钠 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
四硼酸钠有广泛的用途，可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂，也可用于配置缓冲溶液、制作玩具鬼口水（史莱姆）及制取其他硼化合物等。
通常以四硼酸钠与硫酸反应来制备硼酸：
- Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → 4H3BO3 + Na2SO4
历史
编辑硼酸最初在位于西藏的干湖床被首次发现。在公元8世纪，源自西藏、波斯（现伊朗）和亚洲其它地区的天然硼酸通过通往阿拉伯半岛的丝绸之路来进行交易[1]。
硼砂在19世纪晚期首次被广泛使用。当时Francis Marion Smith的太平洋海岸硼砂公司开始以“20 Mule Team Borax”的商标在市场上销售和推广各种用途的硼砂[2][3]。
结构
编辑
根据含水量的不同，四硼酸钠可以是：无水物、五水物或十水物。在四硼酸钠中，包含有[B4O5(OH)4]2−阴离子，其中有两个四配位的硼原子（两个BO4四面体）和两个三配位的硼原子（两个BO3三角形）。
四硼酸钠酸化可得到硼酸，硼的其他化合物也可由四硼酸钠作原料制取。当暴露在空气中时，四硼酸钠逐渐风化失去结晶水，成为无水物Na2B4O7。
四硼酸钠在火焰中显亮黄色。这个性质有时被用来制作烟火，但用途不广，因为其结晶水限制了硼在火焰中的特征绿色，而使钠的黄色占主要地位。
用途
编辑四硼酸钠有防腐作用，为复方四硼酸钠溶液的主要成分。
四硼酸钠是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料；也用于钢铁冶金。
实验室中常用四硼酸钠来配置四硼酸钠缓冲溶液，用于DNA的凝胶电泳以及分析化学等。
硼砂珠实验可用来鉴定特定金属，例如铜、铁、铬、锰、钴和镍等。
食品添加剂
编辑四硼酸钠，E编号为E285，被用作食品添加剂，但在美国，中国和泰国等某些国家已经被禁止使用。[4]
早年在台湾，贡丸会加入四硼酸钠“冰西”以增加弹性及口感，后来禁用。 四硼酸钠溶于水时，会产生硼酸，并进一步与水中的氢氧根结合成硼酸根离子，与多糖中的官能基进行缩合反应（一种将两个分子的官能基结合并脱去其他分子的反应）。换句话说，四硼酸钠是淀粉分子间的关键连结，负责将各个分子交联（cross-link）在一起，从而产生“QQ 的”口感。[5]
四硼酸钠溶液（四硼酸钠水）亦是儿童玩具鬼口水的主要制作原料。
药用
编辑中医称四硼酸钠可用作清热解毒药，性凉、味甘咸，外治咽喉肿痛、牙疳、口疮、目生翳障、中耳炎、香港脚等，内服治噎嗝、咳嗽痰稠等。
诱杀蚂蚁
编辑四硼酸钠可以用于果园和菜园。但是，请务必记住四硼酸钠是一种非常强的且有潜在危险的化学物质，不应在紧挨蔬菜附近使用四硼酸钠，因为四硼酸钠在随蔬菜吃入时可能会产生毒性。 另外，如果您有宠物或儿童，请避免将四硼酸钠收集器丢在外面， 因为即使摄入少量也会造成严重损害。 [4]
清洁剂
编辑四硼酸钠被用来作清洁或制作清洁用的产品已有数百年历史了，它仍然是许多商业洗衣粉中的主要成分。[4]
肥料(植物微量营养素)
编辑植物需要特殊的元素组合才能保持健康，而第二种普遍缺乏的微量营养素是硼（第一种是锌）。 硼缺乏会导致根系生长发育迟缓，花粉粒空，花粉活力差以及每株植物的花少。如果植物的叶尖垂死，果实变暗，生长发育迟缓，叶片变黑，根部有些坏死，蔬菜黑心，或根茎蔬菜上有斑点，茎杆开裂和空心，并且总体生产力低下，则可能会是缺乏硼。 如果您的土壤测试显示您的硼含量低于1 ppm，则可能需要使用四硼酸钠向土壤中添加更多的硼。 当使用四硼酸钠作肥料时（植物微量营养素），重要的是不要使用超过推荐量的四硼酸钠，因为它可以杀死植物，这就是为什么它大剂量使用时也可以作除草剂的原因。还应认识到矿物质在土壤中积累，因此不需要定期使用它。[4] [6]
毒性
编辑吃下四硼酸钠后与胃酸反应的产物：硼酸（H3BO3）。硼酸对人体属于中等毒性，会被肠胃道或是受损的皮肤迅速吸收，但不易排出的“蓄积性毒物”。只有微量摄取时，可由泌尿系统排出，对身体几乎没有影响；可是若暴露量太大或累积量过多时，便会引起中毒。在动物实验中，发现硼酸会导致体重减轻，且具有生殖毒性(Hadrup et al., 2021)[7]。台湾已在1994年禁用。
这是由于硼酸在人体中会抑制消化酶作用，可能引起食欲衰退、阻碍营养素吸收、影响骨骼发育，中毒现象包括皮肤红疹、脱屑；恶心、呕吐、腹泻、休克、昏迷等，严重者可能对胃、肝、肾、肺，甚至对脑造成危害。
成人若摄入用 1~3 公克四硼酸钠即可能中毒，成人(每一公斤体重)超过15~20 公克有致命危险；孩童则因为代谢效率较慢，食用 5 公克可能造成死亡。
参见
编辑参考文献
编辑- ^ Borax ( Na2B4O7. 10H2O ) - Sodium Borate - Occurrence, Discovery and Applications. AZoM. 2004-08-16 [2024-04-23]. （原始内容存档于2024-04-23） （英语）.
- ^ 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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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 （英语）.
- Haynes, William M. (编). CRC Handbook of Chemistry and Physics 92nd. CRC出版集团. 2011. ISBN 978-1439855119.