使硼酸与碱作用即生成硼酸盐。向硼酸溶液中加入NaOH至强碱性(即pH=11~12) 时, 主要生成偏硼酸盐NaBO2:
H3BO3+NaOH=NaBO2+2H2O
在碱性较弱的条件下(如pH<9.6),则生成四硼酸盐:
4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O
天然四硼酸钠的晶体称为硼砂, 它的结构如下所示:
硼砂是白色晶体,受热时失去结晶水,体积膨胀, 然后熔化成玻璃状物质, 因为熔体中含有酸性氧化物(B2O3),故能溶解金属氧化物。在焊接金属时, 用于清除金属表面上的氧化物。许多金属氧化物溶于熔融的硼砂后,常显出特征的颜色,如Co(BO2)2为蓝色,Ni(BO2)2为棕色,Cr(BO2)3为翠绿色等等。
Na2B4O7+CoO=2NaBO2+Co(BO2)2
所以, 在分析化学中常用 “硼砂珠”法检验某些金属离子。硼砂在水中的溶解度很大,且随温度的升高而加大, 在水溶液中易水解而显碱性, 硼酸盐的水解反应如下:
Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO4
利用硼酸与Na2SO4溶解度的不同,在Na2SO4溶解度最大的温度(32.4℃)下, 即可把硼酸从溶液中分离出来。我国的西藏有大量的天然硼砂, 东北也有丰富的硼镁矿, 工业上从硼镁矿制硼砂一般采用烧碱分解矿石的方法, 首先得到偏硼酸钠(NaBO2), 然后通入CO2,降低其碱性,即得到硼砂,其主要反应如下:
Mg2B2O5·H2O+2NaOH=Mg(OH)2+2NaBO2
4NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O5(OH)4·8H2O+Na2CO3
硼砂可作洗衣粉和肥皂的填料;是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料,也可制造人造宝石、焊药等。经提炼精制后的硼砂可做清热解毒药,该药性凉、味甘咸,可治咽喉肿痛、牙疳、口疮、目生翳障等症。