Борна кислота має шарувату структуру, що складається з асиметричних ланок B(OH)3, пов’язаних -воднем, з відстанню між шарами 318 пікометрів. Розчинний у воді, спирті, гліцерині, ефірах та ефірних оліях; його водний розчин слабокислий. Розчинність борної кислоти у воді зростає з підвищенням температури, і вона може випаровуватися разом з водяною парою. У водному розчині борна кислота існує переважно у вигляді неіонізованих мономерів B(OH)3, але невелика частина молекул B(OH)3 з’єднується з іонами OH- у воді, що робить розчин злегка кислим.
Борна кислота є монопротонною, дуже слабкою кислотою. Його кислотність не походить від донорства протонів. Оскільки бор є електроно{2}}дефіцитним атомом, він може додавати іони гідроксиду з молекул води, вивільняючи протон. Ця електроно{4}}дефіцитна властивість використовується шляхом додавання полігідроксисполук (таких як гліцерин і гліцерин) для утворення стабільних комплексів, тим самим підвищуючи його кислотність.
Причина кислотності борної кислоти (pKa=9.25):
Однак речовини в розчині насправді не такі прості. Повідомлялося, що борна кислота дійсно існує в розведених розчинах (<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.
Утворилася навіть тетраборна кислота H2B4O7 (pKa1≈4, pKa2≈9). Крім того, було підтверджено наявність триборат-іонів у змішаних розчинах борної кислоти та борату. Звичайно, існує багато теорій щодо існування та форм поліборних кислот і поліборатів. Однак найпопулярнішими поліборат-іонами є HB2O4-, H4B3O7-, B4O72-, HB4O7- і B5O8-, серед яких триборат-іон є найбільш вірогідним.
Додавання гліцерину до борної кислоти викликає етерифікацію, знижуючи концентрацію борат-іонів і сприяючи іонізації борної кислоти, таким чином підвищуючи кислотність розчину. Окрім гліцерину, борна кислота та її борати можуть швидко утворювати стабільні хелати з іншими поліолами та -гідроксикарбоновими кислотами, переважно 1:1, але також іноді 1:2. Кислотність борної кислоти може бути значно посилена інтегруючою дією поліолів; наприклад, у присутності маніту константа іонізації борної кислоти може зрости в 104 рази (від pKa=9.25 до 5,15), що є основою для титрування борної кислоти розчином NaOH у присутності маніту в аналітичній хімії.
Борна кислота реагує з фтористоводневою кислотою у водному розчині з утворенням трифторборної кислоти, яка потім повільно перетворюється на тетрафторборну кислоту:
Присутній ряд проміжних продуктів, які утворюють повну реакційну послідовність: H[B(OH)4], H[BF(OH)3], H[BF2(OH)2], H[BF3(OH)] і H[BF4]. З них лише монофторборна кислота H[BF(OH)3] є тимчасовим проміжним продуктом; інші три фторкислоти є стабільними і можуть бути отримані окремо.
