붕산은 비대칭 수소-결합 B(OH)3 단위로 구성된 층 구조를 가지며 층간 간격은 318피코미터입니다. 물, 알코올, 글리세롤, 에테르 및 에센셜 오일에 용해됩니다. 그 수용액은 약산성이다. 물에 대한 붕산의 용해도는 온도가 증가함에 따라 증가하며 수증기와 함께 휘발될 수 있습니다. 수용액에서 붕산은 주로 결합된 B(OH)3 단량체로 존재하지만 B(OH)3 분자의 작은 부분이 물 속의 OH- 이온과 복합체를 형성하여 용액을 약산성으로 만듭니다.
붕산은 일양자성, 매우 약한 산입니다. 그 산도는 양성자 기증에서 비롯되지 않습니다. 붕소는 전자-가 부족한 원자이기 때문에 물 분자에서 수산화물 이온을 추가하여 양성자를 방출할 수 있습니다. 이러한 전자- 결핍 특성은 폴리하이드록시 화합물(예: 글리세롤 및 글리세롤)을 첨가하여 안정적인 착물을 형성함으로써 산성도를 향상시킴으로써 활용됩니다.
붕산의 산성도(pKa=9.25)에 대한 이유:
그러나 용액에 들어있는 물질은 실제로 그렇게 간단하지 않습니다. 붕산은 희석 용액에도 존재한다고 보고되었습니다(<0.025 mol/L) in the forms of B(OH)3 and [B(OH)4]-. However, at higher concentrations, the acidity of the solution increases significantly. Through pH and conductivity studies, it is believed that a stronger triboronic acid (pKa = 6.84) is formed in more concentrated boric acid solutions. Its anion structure is a cyclic triboronic acid with a hydroxyl group added.
심지어 사붕소산 H2B4O7(pKa1≒4, pKa2≒9)도 형성되었습니다. 또한, 붕산과 붕산염의 혼합 용액에서도 삼붕산염 이온의 존재가 확인되었습니다. 물론 폴리보론산과 폴리보레이트의 존재와 형태에 대해서는 많은 이론이 존재한다. 그러나 가장 널리 사용되는 폴리보레이트 이온은 HB2O4-, H4B3O7-, B4O72-, HB4O7- 및 B5O8-이며, 그 중 트리보레이트 이온이 가장 그럴듯합니다.
붕산에 글리세롤을 첨가하면 에스테르화가 유발되어 붕산 이온 농도가 감소하고 붕산 이온화가 촉진되어 용액의 산성도가 증가합니다. 글리세롤 외에도 붕산과 그 붕산염은 다른 폴리올 및 -히드록시카르복실산과 주로 1:1이지만 때로는 1:2로 안정한 킬레이트를 빠르게 형성할 수 있습니다. 붕산의 산도는 폴리올의 통합 효과에 의해 크게 향상될 수 있습니다. 예를 들어, 만니톨이 있는 경우 붕산의 이온화 상수는 104배(pKa=9.25에서 5.15로) 증가할 수 있으며, 이는 분석 화학에서 만니톨이 있는 경우 NaOH 용액으로 붕산을 적정하는 기초가 됩니다.
붕산은 수용액에서 불화수소산과 반응하여 즉시 트리플루오로붕산을 형성한 다음 천천히 테트라플루오로붕산으로 전환됩니다.
일련의 중간 생성물이 존재하여 완전한 반응 순서를 형성합니다: H[B(OH)4], H[BF(OH)3], H[BF2(OH)2], H[BF3(OH)] 및 H[BF4]. 이들 중 모노플루오로붕산 H[BF(OH)3]만이 임시 중간체입니다. 나머지 세 가지 플루오르산은 안정적이며 개별적으로 제조할 수 있습니다.
