五水硼砂溶于水后,其溶液呈碱性,pH值通常在9.0至9.6之间,这一特性源于硼砂在水中的水解反应。
五水硼砂溶液的碱性主要来自水解过程:它在水中解离出硼砂离子(B₄O₇²⁻),后者与水反应生成硼酸(H₃BO₃)和硼酸根离子(B(OH)₄⁻),同时释放氢氧根离子(OH⁻),使溶液显碱性,反应式为:B₄O₇²⁻ + 7H₂O ⇌ 4H₃BO₃ + 2B(OH)₄⁻。
溶液的缓冲作用与水解产物密切相关:水解生成的硼酸和硼酸根离子构成共轭酸碱对,当加入少量强酸时,硼酸根离子会中和氢离子生成硼酸;加入少量强碱时,硼酸会中和氢氧根离子生成硼酸根离子,从而维持pH相对稳定,这种缓冲作用在pH8.5至10.5范围内尤为有效。
五水硼砂与十水硼砂的酸碱性基本一致:两者在水溶液中的行为相似,因为它们都解离出相同的硼砂离子(B₄O₇²⁻),水解后生成相同的缓冲体系,因此碱性及缓冲特性没有本质区别。