四硼酸鈉(Sodium Tetraborate),俗稱硼砂,化學式為Na2B4O7,常見結晶形式為十水合四硼酸鈉(Na2B4O7.10H2O),是一種重要的含硼礦物及硼化合物。
一、四硼酸鈉的性質
(一)物理性質
外觀:純凈的四硼酸鈉可形成透明晶體,工業級產品多為白色結晶或玻璃體,無臭、味咸,質地較脆易粉碎。
密度與熔點:存在兩種晶型,α-斜方晶體相對密度為2.28,熔點742.5℃;β-斜方晶體相對密度為2.75,熔點664℃,日常應用中以α-型更為常見。
溶解性與吸濕性:吸濕性較強,易吸收空氣中的水分發生潮解,也容易風化失去結晶水;易溶于水和甘油,水溶液呈弱堿性,慢慢溶于甲醇可形成濃度為13%~16%的溶液,不溶于乙醇。
光學特性:透明晶體具有良好的光學透明度,可用于制備光學相關產品。
(二)化學性質
穩定性:常溫下不易被氧化或還原,可穩定儲存;若遵照規格使用和儲存,不會發生分解,無已知危險反應,但需避免接觸強酸和過量水分。
水解反應:溶于水后會逐步水解生成硼酸和氫氧根離子,因此其水溶液呈弱堿性,這也是其具備緩沖、清潔等功能的重要原因,與硼酸在部分應用場景中可相互替代,但堿性更強。
熱分解:十水合四硼酸鈉加熱至一定溫度(750℃以上)會發生脫水反應,失去結晶水生成無水四硼酸鈉(Na2B4O7.10H2O=Na2B4O7+10H2O)。
絡合反應:可與多種金屬離子形成絡合物,具備一定的掩蔽作用,在分析化學中有相關應用。
(三)安全與毒性性質
毒性數據:成人中毒劑量約為5-15克,致死量約為15-20克,嬰幼兒對其更為敏感,毒性閾值遠低于成人;長期接觸或攝入會影響消化系統、神經系統和生殖系統,生產環境中接觸還可能引發結膜炎、喉炎、皮炎甚至脫發等問題。
侵入途徑:主要通過食入、吸入和皮膚接觸侵入人體,誤服后會出現惡心、嘔吐、腹瀉等胃腸道刺激癥狀,嚴重時可導致脫水、休克、昏迷或急性腎功能衰竭;吸入會損傷鼻、喉、肺部,皮膚長期接觸可能引發皮疹。
環境影響:高濃度硼對植物有毒,若未妥善處理,其廢水會對水體造成輕微危害,需避免大量排入環境。