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ホウ酸(Boric acid)はホウ素のオキソ酸であり、殺菌剤、殺虫剤、難燃剤、原子力発電におけるウランの核分裂の制御、そして他の化合物の合成に使われる弱酸の無機化合物である。化学式はH₃BO₃だが、ときどきB(OH)₃とも書かれる。常温常圧では無色の結晶または白色粉末で、水溶液では弱い酸性を示す。硼酸の鉱物は硼酸石(サッソライト)と呼ばれる。

◆ 合成

ホウ酸は主にホウ酸塩鉱物に硫酸を反応させて作られる。世界最大のホウ酸塩の産出地はトルコのEti Mine Worksであるhttp://www.etimaden.gov.tr/en/0_sayfa_ortakSayfa.asp?hangisayfa=4_sayfa_a_1。

: Na₂B₄O₇・10H₂O + H₂SO₄ → 4 H₃BO₃ + Na₂SO₄ + 5H₂O

酸性酸化物である三酸化二ホウ素(B₂O₃)を水に溶解しても生成する。

:B₂O₃ + 3 H₂O → 2 H₃BO₃

◆ 化学的性質

無色の結晶であり、水に対する溶解熱は吸熱でD.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982)、温度上昇と伴に溶解度が急増するのはこのためである。

: $\backslash rm\; H\_3BO\_3(s)\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; H\_3BO\_3(aq)$, $\backslash mathitH^\backslash circ\; =\; 22.01\; \backslash mbox^$

加熱により順次水を失い、まず130℃付近からメタホウ酸(HBO₂)を生成し、更なる加熱により三酸化二ホウ素となる。メタホウ酸は単純なHBO₂分子ではなく、BO₄四面体を酸素原子が架橋したポリ酸である FA コットン, G. ウィルキンソン著, 中原 勝儼訳 『コットン・ウィルキンソン無機化学』 培風館、1987年,原書:F. ALBERT COTTON and GEOFFREY WILKINSON, Cotton and Wilkinson ADVANCED INORGANIC CHEMISTRY A COMPREHENSIVE TEXT Fourth Edition, INTERSCIENCE, 1980.。

: $$

\rm H_3BO_3 \ \overset \ HBO_2 + H_2O

: $$

\rm 2 HBO_2 \ \overset \ B_2O_3 + H_2O

化学式からは3価の酸と予想されるが、水溶液中ではそのような酸解離は認められず、ルイス酸として働き水酸化物イオンを受け取り、4配位となる平衡が存在する。

: $\backslash rm\; H\_3BO\_3(aq)\; +\; H\_2O(l)\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; H^+(aq)\; +\; B(OH)\_4^-(aq)$, $\backslash mboxK\_=\; 9.24\; \backslash ,$

酸解離に関する標準エンタルピー変化、ギブス自由エネルギー変化、エントロピー変化の値が報告されており、解離に伴いエントロピーの減少がおこるのは、電荷の増加に伴いイオンの水和の程度が増加し、電縮が起こり水分子の水素結合による秩序化の度合いが増加するからである田中元治 『基礎化学選書8 酸と塩基』 裳華房、1971年。

H^\circ

!! style="white-space:nowrap"| $\backslash mathitG^\backslash circ$

!! style="white-space:nowrap"| $\backslash mathitS^\backslash circ$

!! style="white-space:nowrap"| $\backslash mathitCp^\backslash circ$

|-

| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| 14.12 kJ mol⁻¹

| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| 52.71 kJ mol⁻¹

| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| −129.7 J mol⁻¹K⁻¹

| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| −192 J mol⁻¹K⁻¹

|-

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酸解離定数が小さいため、中和滴定曲線において当量点は不明瞭となり、塩基による中和滴定は困難であるが、エチレングリコールなどを加えるとエステルを形成し酸解離定数が大きくなり、中和滴定が可能となる。

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