Аналитические реакции борат – ионов В4О72- и ВО2-.

Тетраборат – ион В4О72- - анион слабой двухосновной тетраборной кислоты Н2В4О7, которая в свободном состоянии неизвестна, но может существовать в растворах. В водных растворах бесцветен, подвергается глубокому гидролизу.

Метаборат – ион ВО₂^- (борат – ион) - анион не существующей в растворах метаборной кислоты НВО₂. Метаборат – ион в водных растворах бесцветен, подвергается гидролизу. Метаборат –ион как и тетраборат – ион не обладает окислительно – восстановительными свойствами, обладает умеренной комплексообразующей способностью как лиганд.

Применяемая на практике борная кислота – это трехосновная ортоборная кислота Н₃ВО₃(или В(ОН)₃). Борная кислота хорошо растворяется в воде и в водных растворах, является очень слабой кислотой.

В водных растворах тетра -, орто- и метаборная кислоты находятся в равновесии:

Н₂В₄О₇ + 5 Н₂О ↔ 4Н₃РО₃ ↔ 4 НВО₂ + 4 Н₂О

Бораты аммония и щелочных металлов растворимы в Н₂О. Бораты других металлов малорастворимы в воде. Из боратов наибольшее практическое значение имеет декагидрат тетрабората натрия Na₂B₄O₇×10 H₂O – белое кристаллическое вещество называемое бурой. Бура применяется в качественном анализе для открытия металлов по образованию окрашенных плавов – «перлов» буры, а также в количественном титриметрическом анализе как первичный стандарт.

1. Реакция с хлоридом бария.

В₄О₇^2- + Ва²⁺ + 3 Н₂О → Ва(ВО₂)₂ + 2 Н₃ВО₃

Осадок растворяется в азотной и уксусной кислотах.

2. Окрашивание пламени горелки сложными эфирами борной кислоты (фармакопейный тест). Борат – ионы или борная кислота образуют с этанолом С₂Н₅ОН в присутствии Н₂SО₄ сложный этиловый эфир борной кислоты (С₂Н₅О)₃В, который окрашивает пламя в зеленый цвет.

В₄О₇^2- + 2 Н⁺ + 5 Н₂О = 4 Н₃ВО₃

Н₃ВО₃ + 3 С₂Н₅ОН = (С₂Н₅О)₃В +3 Н₂О

Пламя окрашивается в зеленый цвет.

3. Реакция с куркумином (фармакопейная).

Краситель куркумин (желтого цвета) в растворах может существовать в двух таутомерных формах – кетонной и енольной, находящихся в равновесии:

ОСН₃ ОСН₃

О = С – СН =СН – ОН НО – С – СН = СН - ОН

| ||

СН₂ ↔ СН

| |

О = С – СН = СН ОН О = С – СН = СН - ОН

ОСН₃ ОСН₃

Кетонная форма енольная форма

Щелочные растворы куркумина имеют красно–коричневый цвет, кислые – светло–желтый.

Реакцию проводят обычно с помощью куркумовой бумаги. Ее готовят, пропитывая белую плотную фильтровальную бумагу спиртовым раствором куркумина и затем высушивая ее в защищенном от света месте в атмосфере, не содержащей паров кислот и аммиака.

4. Другие реакции борат – ионов.

В качественном анализе используют реакцию получения перлов буры: при плавлении буры образуется прозрачная стекловидная масса – «перлы буры». Если плавить смесь буры с солями металлов, то образуются окрашенные перлы, цвет которых зависит от природы катиона металла.