§ 13. Обнаружение BO2 и BO3-ионов

Свойства боратов. Водные растворы боратов калия и натрия имеют щелочную реакцию, так как борная кислота является слабой кислотой и ее соли гидролизуются.

Очень важным свойством борной кислоты является ее способность образовывать комплексные кислоты с глицерином и маннитом: . Комплексные борные кислоты являются более сильными электролитами, чем сама . Эта особенность комплексных борных кислот широко используется в количественном анализе.

Соли борной кислоты — бораты — являются производными не ортоборной кислоты , а мета- и тетраборной кислот , связанных друг с другом взаимными переходами:

Большинство боратов нерастворимо в воде, за исключением растворимых боратов щелочных металлов и аммония.

Анион борной кислоты бесцветен; соли ее, образованные неокрашенными катионами, тоже бесцветны.

Реакция борной кислоты со спиртами. Реакцию выполняют в фарфоровом- тигле или чашке. Для реакции берут сухое вещество, а если для анализа дан раствор, то его предварительно выпаривают досуха. К сухому испытуемому веществу прилейте немного спирта и концентрированной серной кислоты, смесь перемешайте стеклянной палочкой и подожгите. При наличии окрашивается в зеленый цвет. Бораты и борная кислота в сернокислой среде со спиртами образуют эфиры борной кислоты:

Эфиры борной кислоты летучи, окрашивают бесцветное пламя горелки в характерный зеленый цвет.

Эту реакцию можно выполнять и следующим образом. Приготовленную смесь борной кислоты (или буры) с серной кислотой осторожно выпарьте до кашицеобразного состояния, охладите, смочите спиртом или глицерином, а затем немного полученной массы в ушке платиновой проволоки внесите в пламя горелки. При этом пламя окрашивается в ярко-зеленый цвет.

Реакция окрашивания пламени. Многие соединения бора нелетучи, для переведения в летучие соединения их смешивают с порошком фторида кальция и обрабатывают серной кислотой. Образуется легколетучее соединение :

Фторид бора окрашивает бесцветное пламя в зеленый цвет.

Сухое испытуемое вещество смешайте в тигле с порошкообразным фторидом кальция; смесь смочите несколькими каплями серной кислоты. Часть образовавшейся массы поднесите на стеклянной палочке к бесцветному пламени горелки и наблюдайте за появлением зеленой окраски. Соли бария и меди также окрашивают пламя в зеленый цвет, если палочку внести в пламя горелки. Но фторид бора настолько летуч, что уже достаточно поднести палочку к пламени горелки, чтобы пламя окрасилось в зеленый цвет; соли бария и меди не столь летучи и в этих условиях пламени не окрашивают.

Реакция с кремнийорганическими соединениями. Небольшое количество сухого испытуемого вещества (или остаток после выпаривания испытуемого раствора досуха) поместите в пробирку с отводной трубкой, подкислите серной кислотой, прибавьте 5 капель этилового эфира орто-кремневой кислоты или ее полимеров (например, этоксиполисилоксана) и нагрейте. Выделяющиеся из трубки пары подожгите; пламя окрашивается в зеленый цвет. Чувствительность реакции сильно повышается при продувании воздуха через анализируемую смесь.

Реакция основана на взаимодействии борной кислоты и ее солей с метиловым или этиловым эфиром ортокремневой кислоты или этоксиполисилоксанами:

Приведенная реакция, пригодная для открытия малых количеств борной кислоты и ее солей, обладает некоторыми преимуществами по сравнению с другими качественными реакциями на например: не требуется прибавления концентрированной серной кислоты и спирта; реакция применима в присутствии фторидов, затрудняющих открытие другими методами; не требуется сложной аппаратуры; реакция проста в выполнении.

Другие реакции на борную кислоту. Свободная борная кислота дает интенсивно буро-красное окрашивание с раствором куркумы. В присутствии борной кислоты сернокислый раствор ализарина S, окрашенного в желтый цвет, меняет окраску и приобретает красный цвет; сернокислый раствор пурпурина меняет оранжевую окраску на винно-красную; сернокислый раствор хинализарина меняет фиолетовую окраску на синюю, а хромотроп — синюю — на зелено-голубую и т. д.