Review Boron

BORON

A.  Penemuan Boron

Boron ditemukan oleh ahli kimia Prancis yaitu Joseph-Louis Gay-Lussac dan Louis-Jaques Thénard, French chemists, dan seorang ahli kimia inggris yaitu Sir Humphry Davy pada tahun 1808. Boron terisolasi dan terdapat dalam asam borat (H₃BO₃). kata Boron berasal dari bahasa arab yaitu Buraq dan bahasa Persia yaitu Burah dan akhirnya disebut dengan borat.

B.  Pembuatan/ sintesis dari Boron dan reaksinya.

1.      Pembuatan/ sintesis dari Boron

a.       Reduksi B₂O₃ dengan magnesium.

b.       Mereaksikan antara boron trihalida dengan Zn (~900 °C) atau hydrogen

Pada dasarnya ada dua proses untuk memproduksi asam borat secara industri, yaitu :

1)      Proses Asidifikasi.

            Pada proses ini asam borat dibuat dengan cara mereaksikan granular borak dengan larutan H₂SO₄ di dalam reaktor, dengan ketentuan 3 bagian granular borak (Na₂B₄O₇ .10 H₂O), 1 bagian asam sulfat (H₂SO₄) dan 12 bagian air (H₂O). Untuk lebih jelasnya, proses pembuatannya akan diuraikan di bawah ini :

            Pertama-tama memasukkan semua bahan yang diperlukan ke dalam reaktor dan ditambahkan 1 bagian asam sulfat (H₂SO₄). Dengan  perbandingan 3 bagian granular borak (Na₂B₄O7 .10 H₂O) dan 12 bagian air (H₂O). Temperatur yang digunakan adalah 800C dengan tekanan 1 atm dan berlangsung selama 1 jam. Kemudian larutan yang keluar dari reaktor dimasukkan ke dalam evaporator untuk mengurangi kandungan air, sehingga didapatkan sebuah larutan jenuh. Setelah itu dimasukkan ke dalam kristaliser untuk didinginkan. Kristal asam borat kemudian disaring untuk memisahkan kristal asam borat dengan larutan sodium sulfat di dalam sentrifuge. Kristal Asam Borat diumpankan ke dalam rotary dryer untuk mengalami proses pengeringan sehingga didapatkan kristal asam borat. Adapun reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah sebagai berikut :

        Na₂B₄O₇ .10 H₂O + H₂SO₄    →    4 H₃BO₃ + Na₂SO₄ + 5H₂O

2)      Proses Ekstraksi Liquid-liquid.

Pada proses ini digunakan bahan baku berupa brine yang mengandung sodium dan potassium borak. Untuk mendapatkan asam borat digunakan proses ekstraksi liquid-liquid dengan menggunakan pelarut kerosene yang merupakan ekstraktant organic pada ekstraksi fase ringan yang kaya akan garam-garam alkali dari komplek anionic diol borak. Sedangkan fase berat banyak mengandung sludge yang merupakan limbah. Kemudian fase ringan tersebut dimasukkan ke dalam striper dan dikontakkan dengan steam untuk merecovery,6 pelarut, dalam striper juga ditambahkan larutan asam sulfat.

Hasil atas pada striper adalah pelarut kerosene sedangkan pada bagian bawah adalah asam borat yang masih mengandung sodium dan potassium sulfat. Sodium dan potassium sulfat yang masih terlarut dihilangkan dari larutan dengan cara melewatkan kedalam kolom karbon aktif untuk mendapatkan larutan asam borat, setelah itu larutan asam borat dimasukkan ke dalam evaporator dan dilanjutkan kristaliser untuk mendapatkan kristal asam borat.

2. Reaksi – reaksi dari Boron

1. Reaksi dengan O₂

               4B + 3O₂(g) → 2B₂O₃(S)

2.Reaksi dengan Halogen

• 2B(s) + 3F₂ (g) → 2BF₃(g)

• 2B(s) + 3Cl₂ (g) → 2BCl3(g)

• 2B(s) + 3Br_2(g) → 2BBr₃(l)

Persiapan diboron dan borones yang lebih tinggi.

1. Dengan mereaksikan iodine dengan sodium borohidrida.
2. Mereduksi BCl₃ with LiAlH₄.
3. Dengan pembebasan muatan.

C. Sifat Boron Secara Umum

1. Boron termasuk unsur semi logam.
2. Tidak terdapat dalam keadaan bebas di alam.
3. Bisa membentuk ikatan kovalen

Sifat Fisika dan Kimia Boron
a.  Sifat fisika dari Boron

Simbol: B, phasa: padat, berat jenis : 2,34 g/cm3, volume atom : 4.6 cm3/mol, titikleleh : 2349 K (2076°C, 3769°F), titik didih : 4200 K (3927°C, 7101°F), kalor peleburan : 50,2 kj/mol, kalor penguapan : 480 kj/mol, kapasitas panas : (25°C) 11.087 J/(mol-K) dan struktur kristal : rombohedral.

b. Sifat kimia dari Boron

Elektronegativitas: 2,04 (skalapauling), radius kovalen : 82 pm, afinitas elektron : 26.7 kJ mol-1 dan struktur : rhombohedral; B12 icosahedral.

D. Senyawa- Senyawa Populer Yang Berikatan Dengan Boron

1. Asam Borat H3BO3

Asam orto-borat atau sering diringkas sebagai asam borat dapat diperoleh menurut persamaan reaksi :
BX₃ (s) + 3 H₂O (l) → H₃BO₃ (s) + ₃ HX (aq)
Asam borat merupakan padatan putih yang sebagian larut dalam air.

2. Asam tetrafluoroborat, HBF₄

Larutan asam tetrafluoroborat diperoleh dengan melarutkan asam borat ke dalam larutan asam hidrofluorida menurut persamaan reaksi :
H₃BO₃ (aq) + 4 HF (aq) → H₃O+ (aq) + BF₄^- (aq) + 2 H₂O (l)
Asam tetrafluorobarat merupakan asam kuat dan oleh karenanya tidak dapat diperoleh sebagai HBF4. Dalam perdagangan biasanya dijumpai sebagai larutan asam tetrafluoroborat dengan kadar sekitar 40%.

3.    Halida dari boron :

Diboran (6): B₂ H₆, Decaboran (14): B₁₀ H₁₄, Hexaboran (10): B₆ H₁₀, Pentaboran (9): B₅ H₉, Pentaboran (11): B₅ H₁₁ dan Tetraboran (10): B₄ H_10.

4. Florida

Boron trifluorida: BF₃
SifatFisika :
- Bentuk : gas
- TitikLeleh : -127°C
- TitikDidih : -101°C
- BeratJenis : 3,0 Kg

5.Klorida

Boron trichlorida: BCl₃
SifatFisika:
- Bentuk : Gas
- Titikleleh : -107°C
- TitikDidih: 13°C
- BeratJenis : 5.1 kg m-3 (gas)
- Diborontetrachlorida: B₂Cl₄

6.Bromida

Boron tribromida: BBr3
SifatFisika :
- Bentuk: Cair
- TitikLeleh: -46°C
- TitikDidih: 91°C
- BeratJenis: 2600 kg m-3

7.Iodida
Boron triiodida: BI₃

8.Oksida

Diboron trioxide: B₂ O₃
SifatFisika :
- Warna: putih
- Bentuk : Kristal padat
- TitikLeleh: 450°C
- TitikDidih : 2065
- BeratJenis : 2550 kg m-3

9.Sulfida

Diborontrisulphida: B₂ S₃
SifatFisika :
- Warna : Putih atau Kuning
- Bentuk : Padat
- BeratJenis: 1700 kg m-3

10.Nitrida

Boron nitrida: BN. Boron nitrida memiliki sifat- sifat yang cemerlang karena ia sekeras berlian, dapat digunakan sebagai insulator listrik walau dapat menghantar panas seperti logam. Senyawa ini juga memiliki sifat lubrikasi sepertigrafit.

Sifat fisika :

- Warna : Putih

- Bentuk : Kristal Padat

- Titikleleh : 3000°C

- TitikDidih : < 3000

- BeratJenis : 2200 kg m-3

E.  Kegunaan Boron

1.      Boron dalam bentuk amorf digunakan pada roket sebagai alat penyala.

2.      Borat atau asam borat digunakan sebagai anti septic ringan

3.      Senyawa boron digunakan sebagai pelapis baja pada kulkas dan mesin cuci.

4.      Hidrida dari boron kadang-kadang digunakan sebagai bahan bakar roket.

5.      Sebagian besar boron digunakan untuk membuat kaca dan keramik

6.      Boron karbida digunakan untuk rompi anti peluru dan tangki baja.

7.      Asamboratdigunakan sebagai insektisida terhadap semut, serangga dan kecoa.

8.      Asam boric merupakan senyawa boron yang penting dan digunakan dalam produk tekstil.

9.      Isotop boron digunakan sebagai kontrol pada reaktor nuklir,  sebagai tameng pada radiasi nuklir dan dalam instrumen- instrumen yang digunakan untuk mendeteksi netron.

10.  Boron hidrida dapat dengan mudah dioksidasi dan melepaskan banyak energi dan pernah digunakan sebagai bahan bakar roket.

F.   Efek Biologis Dari Boron

·         Boron dengan konsentrasi tinggi dalam air sangat berbahaya bagi komunitas ikan.

·         Dosis mematikan asam borat bagi manusia 640 mg/kg berat badan melalui oral, 8600 mg/kg berat badan melalui dermal, 29 mg/kg berat badan melalui injeksi.