ホウ酸と酸化ホウ素の違い

ホウ酸（化学式：H₃BO₃）

製品性状
白色無臭、真珠様の光沢のある鱗片状または微細な結晶。味は微かに酸味・苦味があり、少し甘みを感じる。滑り感がある。密度1.435g/cm³。加熱すると徐々に水分を失い、100℃で1分子の水を失ってメタホウ酸となる。さらに140～160℃に加熱するとポリホウ酸に重合する。300℃まで加熱するとホウ素無水物（酸化ホウ素）となる。水、メタノール、エタノール、エーテル類、液体アンモニアなどに溶ける。アセトンにはやや溶けにくい。水溶液は弱酸性を示す。

用途
ガラス・ガラス繊維工業において、耐熱性や透明性を高めるために使用される。ほうろう、陶磁器、溶接、消毒剤、防火、冶金、メッキ、軽工業、日用化学工業、医薬工業などで広く用いられている。

性質
白色粉末状の結晶または三斜軸面の鱗片状で、光沢のある結晶。滑らかな手触りがあり、無臭。水、エタノール、エーテル類に溶ける。加熱により分解する。

ホウ素無水物（酸化ホウ素）（化学式：B₂O₃）

ホウ素（BORON）は、ホウ砂（borax）と炭素（carbon）に由来する。ホウ素は非金属であり、ホウ砂（四ホウ酸ナトリウム）やホウ酸として知られている。三酸化二ホウ素（別名：酸化ホウ素、ホウ酸無水物）は、無色のガラス状結晶または粉末で、融点450℃。強い吸湿性を持ち、容易にホウ酸に変化するため、乾燥環境下で密閉保存し、吸湿による品質低下（含有量の減少）を防ぐ必要がある。冷水にはやや溶けにくく、熱水には溶けやすい。

ケイ酸塩分解時の融剤、半導体材料のドーパント、溶接棒のフラックス成分、耐熱ガラス器具、塗料の耐火添加剤として使用される。冶金工業では合金鋼の製造、有機合成の触媒、高温用潤滑剤の添加剤、および化学試薬としても用いられる。

ホウ酸と酸化ホウ素の関係

実は、ホウ酸は水酸化ホウ素と同じ物質であり、水酸化ホウ素は水酸化アルミニウムと同様に両性を示す。酸として作用する場合はホウ酸（H₃BO₃）と表記され、塩基として作用する場合はB(OH)₃と表記される。ホウ酸を169℃に加熱すると脱水され、メタホウ酸（HBO₂）nとなる。メタホウ酸をさらに加熱すると完全に脱水され、ガラス状の三酸化二ホウ素となる。

ホウ素は空気中または酸素中で燃焼させることにより直接三酸化二ホウ素を生成することも可能であるが、三酸化二ホウ素は主にホウ酸の脱水によって製造される。200～400℃でホウ酸を真空脱水することにより、非常に乾燥した三酸化二ホウ素を得ることができる。大気中で脱水した場合、1000℃まで加熱しても最終的な微量の水分を除去することは困難である。

ホウ酸は、ホウ砂と硫酸または硝酸を共熱反応させることによって製造される。主に元素状ホウ素や高纯度ホウ素化合物の製造に用いられる。また、多種の酸化物と化合させて、特徴的な色を持つホウケイ酸ガラス、光学ガラス、耐熱ガラス、機器ガラス、ガラス繊維、光線防護材料などを製造することができる。さらに、塗料の耐火性添加剤や乾燥剤としても使用される。

ガラス成分中のB₂O₃の役割は以下の通りである：ガラスのネットワーク構造を形成する物質の一つ。石英ガラスのネットワーク構造に添加すると、熱膨張や化学的耐久性に悪影響を与えることなく粘度を低下させる。耐熱ガラスや化学ガラス器具の構成成分の一つである。