Kwas borowy ma strukturę warstwową złożoną z asymetrycznych jednostek B(OH)3 związanych-wodorem, z odstępem międzywarstwowym wynoszącym 318 pikometrów. Jest rozpuszczalny w wodzie, alkoholu, glicerynie, eterach i olejkach eterycznych; jego wodny roztwór jest słabo kwaśny. Rozpuszczalność kwasu borowego w wodzie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i może on ulatniać się z parą wodną. W roztworze wodnym kwas borowy występuje głównie w postaci niezjonizowanych monomerów B(OH)3, ale niewielka część cząsteczek B(OH)3 tworzy kompleksy z jonami OH- w wodzie, powodując, że roztwór jest lekko kwaśny.
Kwas borowy jest kwasem monoprotonowym, bardzo słabym. Jego kwasowość nie wynika z oddawania protonów. Ponieważ bor jest atomem z niedoborem-elektronów, może dodawać jony wodorotlenkowe z cząsteczek wody, uwalniając proton. Tę właściwość związaną z niedoborem elektronów- wykorzystuje się przez dodanie związków polihydroksylowych (takich jak glicerol i glicerol) w celu utworzenia stabilnych kompleksów, zwiększając w ten sposób jego kwasowość.
Przyczyna kwasowości kwasu borowego (pKa=9.25):
Jednak substancje zawarte w roztworze nie są w rzeczywistości takie proste. Donoszono, że kwas borowy rzeczywiście występuje w rozcieńczonych roztworach (<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.
Powstał nawet kwas tetraboronowy H2B4O7 (pKa1≈4, pKa2≈9). Ponadto potwierdzono obecność jonów triboranowych w mieszanych roztworach kwasu borowego i boranu. Oczywiście istnieje wiele teorii dotyczących istnienia i form kwasów poliboronowych i poliboranów. Jednak najpopularniejszymi jonami poliboranowymi są HB2O4-, H4B3O7-, B4O72-, HB4O7- i B5O8-, spośród których najbardziej prawdopodobny jest jon triboranowy.
Dodanie glicerolu do kwasu borowego powoduje estryfikację, zmniejszając stężenie jonów boranowych i sprzyjając jonizacji kwasu borowego, zwiększając w ten sposób kwasowość roztworu. Oprócz gliceryny kwas borowy i jego borany mogą szybko tworzyć stabilne chelaty z innymi poliolami i kwasami -hydroksykarboksylowymi, głównie 1:1, ale czasami także 1:2. Kwasowość kwasu borowego można znacznie zwiększyć poprzez integracyjne działanie polioli; np. w obecności mannitolu stała jonizacji kwasu borowego może wzrosnąć 104-krotnie (z pKa=9.25 do 5,15), co jest podstawą miareczkowania kwasu borowego roztworem NaOH w obecności mannitolu w chemii analitycznej.
Kwas borowy reaguje z kwasem fluorowodorowym w roztworze wodnym, natychmiast tworząc kwas trifluoroborowy, który następnie powoli przekształca się w kwas tetrafluoroborowy:
Występuje szereg produktów pośrednich, tworzących pełną sekwencję reakcji: H[B(OH)4], H[BF(OH)3], H[BF2(OH)2], H[BF3(OH)] i H[BF4]. Spośród nich jedynie kwas monofluoroborowy H[BF(OH)3] jest tymczasowym półproduktem; pozostałe trzy fluorokwasy są trwałe i można je wytwarzać indywidualnie.
