يحتوي حمض البوريك على بنية ذات طبقات مكونة من وحدات B(OH)3 غير متماثلة من الهيدروجين-، مع مسافة بينية تبلغ 318 بيكومتر. وهو قابل للذوبان في الماء والكحول والجلسرين والإثيرات والزيوت الأساسية. محلولها المائي حمضي ضعيف. تزداد قابلية ذوبان حمض البوريك في الماء مع زيادة درجة الحرارة ويمكن أن يتطاير مع بخار الماء. في المحلول المائي، يوجد حمض البوريك في المقام الأول كمونومرات B(OH)3 موحدة، ولكن جزء صغير من جزيئات B(OH)3 معقد مع أيونات OH- في الماء، مما يجعل المحلول حمضيًا قليلاً.
حمض البوريك هو حمض أحادي البروتين ضعيف جدًا. حموضته لا تنشأ من التبرع بالبروتونات. نظرًا لأن البورون عبارة عن ذرة تعاني من نقص الإلكترون-، فيمكنها إضافة أيونات الهيدروكسيد من جزيئات الماء، مما يؤدي إلى إطلاق بروتون. يتم استخدام خاصية نقص الإلكترون - هذه عن طريق إضافة مركبات متعددة الهيدروكسيل (مثل الجلسرين والجلسرين) لتكوين معقدات مستقرة، وبالتالي تعزيز حموضتها.
سبب حموضة حمض البوريك (pKa=9.25):
ومع ذلك، فإن المواد الموجودة في المحلول ليست في الواقع بهذه البساطة. تم الإبلاغ عن وجود حمض البوريك في المحاليل المخففة (<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.
حتى تم تشكيل حمض رباعي البورونيك H2B4O7 (pKa1≈4، pKa2≈9). علاوة على ذلك، تم التأكد من وجود أيونات التريبورات في المحاليل المختلطة من حمض البوريك والبورات. وبطبيعة الحال، هناك العديد من النظريات المتعلقة بوجود وأشكال الأحماض المتعددة البورونيك والبوليبورات. ومع ذلك، فإن أيونات البوليبورات الأكثر شيوعًا هي HB2O4-، وH4B3O7-، وB4O72-، وHB4O7-، وB5O8-، ومن بينها أيون ثلاثي البورات هو الأكثر قبولًا.
تؤدي إضافة الجلسرين إلى حمض البوريك إلى حدوث الأسترة، مما يقلل من تركيز أيون البوريك ويعزز تأين حمض البوريك، وبالتالي زيادة حموضة المحلول. إلى جانب الجلسرين، يمكن لحمض البوريك وبوراتاته تكوين مخلبات مستقرة بسرعة مع البوليولات الأخرى و-أحماض الهيدروكسي كربوكسيليك، في الغالب 1:1، ولكن أيضًا في بعض الأحيان 1:2. يمكن تعزيز حموضة حمض البوريك بشكل كبير من خلال التأثير التكاملي للبوليولات؛ على سبيل المثال، في وجود مانيتول، يمكن أن يزيد ثابت التأين لحمض البوريك بمقدار 104 مرات (من pKa=9.25 إلى 5.15)، وهو أساس معايرة حمض البوريك بمحلول NaOH في وجود مانيتول في الكيمياء التحليلية.
يتفاعل حمض البوريك مع حمض الهيدروفلوريك في محلول مائي ليشكل على الفور حمض ثلاثي فلوروبوريك، والذي يتحول بعد ذلك ببطء إلى حمض رباعي فلوروبوريك:
توجد سلسلة من المنتجات الوسيطة، وتشكل تسلسل تفاعل كامل: H[B(OH)4]، H[BF(OH)3]، H[BF2(OH)2]، H[BF3(OH)]، وH[BF4]. ومن بينها، يعتبر حمض أحادي فلوروبوريك H[BF(OH)3] فقط وسيطًا مؤقتًا؛ الأحماض الفلورية الثلاثة الأخرى مستقرة ويمكن تحضيرها بشكل فردي.
