L'acide borique a une structure en couches composée d'unités B (OH) 3 liées à l'hydrogène asymétrique -, avec un espacement intercouche de 318 picomètres. Il est soluble dans l’eau, l’alcool, le glycérol, les éthers et les huiles essentielles ; sa solution aqueuse est faiblement acide. La solubilité de l'acide borique dans l'eau augmente avec l'augmentation de la température et il peut se volatiliser avec la vapeur d'eau. En solution aqueuse, l'acide borique existe principalement sous forme de monomères B(OH)3 non syndiqués, mais une petite partie des molécules B(OH)3 se complexe avec les ions OH- dans l'eau, rendant la solution légèrement acide.
L'acide borique est un acide monoprotique très faible. Son acidité ne provient pas du don de protons. Le bore étant un atome déficient en électrons, il peut ajouter des ions hydroxyde aux molécules d'eau, libérant ainsi un proton. Cette propriété déficiente en électrons-est utilisée en ajoutant des composés polyhydroxylés (tels que le glycérol et le glycérol) pour former des complexes stables, améliorant ainsi son acidité.
Raison de l'acidité de l'acide borique (pKa=9.25) :
Cependant, les substances contenues dans la solution ne sont pas si simples en réalité. Il a été rapporté que l'acide borique existe dans des solutions diluées (<0.025 mol/L) in the forms of B(OH)3 and [B(OH)4]-. However, at higher concentrations, the acidity of the solution increases significantly. Through pH and conductivity studies, it is believed that a stronger triboronic acid (pKa = 6.84) is formed in more concentrated boric acid solutions. Its anion structure is a cyclic triboronic acid with a hydroxyl group added.
Même l'acide tétraboronique H2B4O7 (pKa1≈4, pKa2≈9) s'est formé. De plus, la présence d'ions triborate a été confirmée dans des solutions mixtes d'acide borique et de borate. Bien entendu, il existe de nombreuses théories concernant l’existence et les formes des acides polyboroniques et des polyborates. Cependant, les ions polyborate les plus populaires sont HB2O4-, H4B3O7-, B4O72-, HB4O7- et B5O8-, parmi lesquels l'ion triborate est le plus plausible.
L'ajout de glycérol à l'acide borique déclenche l'estérification, réduisant la concentration en ions borate et favorisant l'ionisation de l'acide borique, augmentant ainsi l'acidité de la solution. Outre le glycérol, l'acide borique et ses borates peuvent former rapidement des chélates stables avec d'autres polyols et des acides -hydroxycarboxyliques, principalement 1:1, mais aussi parfois 1:2. L'acidité de l'acide borique peut être considérablement améliorée par l'effet intégrateur des polyols ; par exemple, en présence de mannitol, la constante d'ionisation de l'acide borique peut augmenter de 104 fois (de pKa=9.25 à 5,15), ce qui constitue la base du titrage de l'acide borique avec une solution de NaOH en présence de mannitol en chimie analytique.
L'acide borique réagit avec l'acide fluorhydrique en solution aqueuse pour former immédiatement de l'acide trifluoroborique, qui se transforme ensuite lentement en acide tétrafluoroborique :
Une série de produits intermédiaires sont présents, formant une séquence réactionnelle complète : H[B(OH)4], H[BF(OH)3], H[BF2(OH)2], H[BF3(OH)] et H[BF4]. Parmi ceux-ci, seul l’acide monofluoroborique H[BF(OH)3] est un intermédiaire temporaire ; les trois autres acides fluorés sont stables et peuvent être préparés individuellement.
