붕산과 산화붕소의 차이점

붕산 (Boric Acid)

• 분자식: H₃BO₃

• 제품 성상: 흰색 무취의 진주 광택이 있는 인편상 또는 미세한 결정체, 맛은 미세하게 시고 약간 쓰며 약간 단맛이 납니다. 미끄러운 촉감이 있습니다. 밀도는 1.435g/cm³입니다. 가열 시 서서히 수분을 잃으며 100℃에서 한 분자의 물을 잃어 메타붕산(metaboric acid)이 됩니다. 계속 가열하여 140~160℃에서는 중합되어 피로붕산(pyroboric acid)이 됩니다. 300℃까지 가열하면 붕산 무수물(boric anhydride)이 됩니다. 물, 메탄올, 에탄올, 에테르류, 액체 암모니아 등에 용해됩니다. 아세톤에는 약간 용해됩니다. 수용액은 약산성을 나타냅니다.

• 용도: 유리, 유리 섬유 산업에 사용되어 내열성 및 투명성을 향상시킵니다. 법랑, 세라믹, 용접, 소독제, 방염, 야금, 도금, 경공업 및 일용 화학 공업, 의약 공업 등에 널리 사용됩니다.

• 성질: 흰색 분말상 결정 또는 삼사축면 인편상의 광택 있는 결정, 미끄러운 촉감, 냄새 없음, 물, 에탄올, 에테르류에 용해되며, 열을 만나면 분해됩니다.

붕산 무수물 (Boric Anhydride)

• 화학식: B₂O₃

• 붕소(BORON)는 붕사(borax)와 탄소(carbon)에서 유래되었으며, 붕소는 비금속으로 붕사(사붕산나트륨)와 붕산으로 잘 알려져 있습니다. 삼산화이붕소(산화붕소, 붕산 무수물이라고도 함)는 무색의 유리상 결정 또는 분말이며, 녹는점은 450℃입니다. 강한 흡습성을 가지고 있어 수분을 흡수하면 붕산으로 변하므로, 건조한 환경에서 밀봉 보관하여 수분 흡수로 인한 함량 저하를 방지해야 합니다. 냉수에 약간 용해되고, 뜨거운 물에 잘 용해됩니다.

• 용도: 규산염 분해 시의 용제, 반도체 재료의 도펀트(dopant), 용접봉의 플럭스(flux) 재료, 내열 유리 기구 및 페인트 내화 첨가제, 야금 공업에서 합금강 생산, 유기 합성 촉매, 고온용 윤활제 첨가제 및 화학 시약으로 사용됩니다.

사실 붕산은 수산화붕소(boron hydroxide)와 동일한 물질입니다. 수산화붕소는 수산화알루미늄과 마찬가지로 양쪽성(amphoteric)을 띠어 산이기도 하고 염기이기도 합니다. 산으로 작용할 때는 붕산(H₃BO₃)으로 표기하고, 염기로 작용할 때는 B(OH)₃로 표기합니다. 붕산을 169℃까지 가열하면 탈수되어 메타붕산 [(HBO₂)ₙ]으로 변합니다. 메타붕산을 다시 가열하면 완전히 탈수되어 유리상의 삼산화이붕소가 됩니다.

붕소는 공기 중 및 산소 중에서 연소 시 모두 삼산화이붕소를 직접 생성할 수 있지만, 삼산화이붕소는 주로 붕산의 탈수를 통해 제조됩니다. 200~400℃에서 붕산을 진공 탈수하면 매우 건조한 삼산화이붕소를 얻을 수 있습니다. 대기 중에서 탈수할 경우 1000℃까지 가열해도 마지막에 남은 미량의 물을 제거하기 어렵습니다.

붕산은 붕사(borax)와 황산 또는 질산을 함께 가열하는 반응을 통해 제조할 수 있습니다. 주로 원소 붕소 및 정밀 붕소 화합물을 제조하는 데 사용됩니다. 또한 다양한 산화물과 반응하여 특유의 색을 띠는 붕규산 유리, 광학 유리, 내열 유리, 기기 유리 및 유리 섬유, 광선 차폐 재료 등을 만드는 데 사용됩니다. 또한 페인트의 내연성 첨가제 및 건조제로도 사용됩니다. 유리 성분 중 B₂O₃의 작용은 다음과 같습니다: 유리 망목 구조를 형성하는 물질로, 석영 유리의 망목 구조에 첨가하면 열팽창 및 내화학성에 부정적인 영향을 주지 않으면서 점도를 낮출 수 있습니다. 내열 유리 및 화학 실험용 유리 기구의 성분 중 하나입니다.