boron

A.    Pengertian

Unsur golongan III A yaitu Boron, Aluminium, Galium, Indium dan Talium. Yang mana unsur yang segolongan mempunyai sifat yaitu makin ke bawah letak suatu unsur dalam sistem periodik maka, nomor atom dan jari-jari atomnya makin besar sedangkan keelektronegatifan dan energi ionisasinya makin kecil dan begitu pula sebaliknya.

alam golongan ini, boron merupakan unsur yang unik dan menarik yaitu satu-satunya non-logam dalam golongan III A pada tabel periodik unsur dan menunjukkan kemiripan sifat dengan unsur-unsur tetangga, carbon (C) dan silikon (Si). Kemiripan sifat ini adalah dalam hal pembentukan senyawa kovalen dan senyawa rantai, namun berbeda dalam hal pembentukan senyawa kekurangan electrón. Boron tidak pernah dijumpai sebagai senyawa kationik karena tingginya entalpi ionisasi, tetapi membentuk senyawa kovalen dengan pembentukan orbital hidrida sp2 untuk menghasilkan struktur segitiga sama sisi.
Boron merupakan salah satu unsur yang termasuk golongan IIIA dengan nomor atom lima. Warna dari unsur boron adalah hitam. Boron memiliki sifat diantara logam dan nonlogam (semimetalik). Boron lebih bersifat semikonduktor daripada sebuah konduktor logam lainnya. Secara kimia boron berbeda dengan unsur- unsur satu golongannya. Boron juga merupakan unsur metaloid dan banyak ditemukan dalam bijih borax. Ada dua alotrop boron; boron amorfus adalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknya keras (9,3 dalam skala Moh) dan konduktor yang buruk dalam suhu kamar. Tidak pernah ditemukan bebas dalam alam.

B.     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 ³Buraq´ dan bahasa Persia yaitu ³Burah´ dan akhirnya disebut dengan Borat. Pada tahun 1909 William Weintraub mampu memproduksi boron dengan kemurnian 99% dengan mereduksi boron halida dengan hidrogen. Pada tahun 2004 Jiuhua Chen dan Vladimir L. Solozhenko memproduksi bentuk baru boron, tetapi tidak yakin dengan strukturnya. Tahun 2009, sebuah tim yang dipimpin oleh Artem Oganov memperlihatkan bentuk baru boron yang terdiri dari dua struktur, B12 icosohedra dan pasangan B2, disebut dengan gamma boron, hampir sekeras intan dan lebih tahan panas daripada intan.

Sumber-sumber penting boron adalahraso rite (kernite) dantincal (bijih borax). Kedua bijih ini dapat ditemukan di gurun Mojave.T i ncal merupakan sumber penting boron dari Mojave. Deposit borax yang banyak juga ditemukan di Turkey Boron muncul secara alami sebagai campuran isotop10B sebanyak 19.78% dan isotop 11B 80.22%. Kristal boron murni dapat dipersiapkan dengan cara reduksi fase uapboron triklorida atau tribomida dengan hidrogen pada filamen yang dipanaskan dengan listrik. Boron yang tidak murni (amorphous boron) menyerupai bubuk hitam kecoklatan dan dapat dipersiapkan dengna cara memanaskan boron trioksida dengan bubuk magnesium.
Boron dengan kemurnian 99.9999% telah diproduksi dan tersedia secara komersil. Boron bukan konduktor listrik yang bagus pada suhu ruangan, tetapi pada suhu yang lebih tinggi.

C.     Pembuatan / sintesis dari boron dan reaksinya

1.      Reduksi B2O3 dengan magnesium

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

Asam boraks (H3BO3) dapat dibuat dengan merekasikan boraks dengan asam-asam kuat. Cara lain adalah dengan hidrolisis halide boraks. Asam boraks yang diperoleh berbentuj kristal-jarum putih. Satuan antara satu molekul lainnya terkait secara bersama-sama oleh adanya ikatan hydrogen yang membentuk lapisan-lapisan tak terhingga sehingga kristalnya sangat rapuh dan mudah pecah. Asam boraks cukup larut dalam air물에 dan merupakan asam lemah dalam artikonsep asam basa Lewis.Pada dasarnya ada dua proses untuk memproduksi asam borat secara industri, yaitu :

a.       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 reactor dan ditambahkan 1 bagian asam sulfat (H2SO4).dengan perbandingan 3 bagian granular borak (Na2B4O7 .10 H2O) dan 12 bagian air (물 (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 air물 함량을, 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 centrifuge. Kristal Asam Borat diumpankan ke dalam rotary dryer untuk mengalami proses pengeringan sehingga didapatkan kristal asam borat. Adapun reaksi yang terjadi didalam reaktor adalah sebagai berikut :
 Na2B4O7 .10 H2O + H2SO4                 4 H3BO3 + Na2SO4 + 5H2O

b.       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.

D.    Sifat – sifat boron

Secara umum

a.       Boron termasuk unsure semi logam

b.      Tidak terdapat dalam keadaan bebas dialam

c.       Bisa membentuk ikatan kovalen

Sifat fisika

a.       Symbol boron : B

b.      Phasa : padat

c.       Berat jenis : 2,34g/cm3

d.      Volume atom : 4,6cm3/mol

e.       Titik leleh : 2349K

f.       Titik didih : 4200K

g.      Kalor lebur : 50,2 kj/mol

h.      Kalor uap : 480 kj/mol

i.        Struktur Kristal : rombohedral

Sifat kimia

a.       Radius kovalen : 82 pm

b.      Elektronegatifitas : 2,04

c.       Avinitas electron : 26,7 kl mol-1

E.     Senyawa – senyawa popular yang berikatan dengan boron

1.      Asam borat H₂BO₃

Asam orto – borat atau asam borat dapat diperoleh menurut persamaan reaksi :

BX3(s) + 3H2O(l) → H3BO3(s) + 3HX(aq)
Asam borat merupakan padatan putih yang sebagian larut dalam air.

2.      Asam tetrafluoroborat, HBF₄

Larutan asam tetrafluoroborat diperoleh dengan melarutkan asam borat kedalam larutan asam HBF₄ 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%.

F.      Kegunaan boron

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

b.      Borat atau asam borat digunakan sebagai anti septic ringan

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

d.      Hidrida dari boron kadang – kadang digunakan sebagai bahan bakar roket

e.       Isotop boron digunakan sebagai control pada reactor nuklir