Boron

Boron

Boron yang bersifat semi- logam menyukai pembentukan ikatan kovalen. Namun demikian kovalensi juga umum terjadi pada unsur- unsur logam dalam golongan ini; hal ini dikaitkan dengan tingginya muatan (+3) dan pendeknya jejari tiap ion logam yang bersangkutan sehingga menghasilkan rapatan muatan yang sangat tinggi, yang pada giliranya mempolarisasi setiap anion yang mendekatinya untuk menghasilkan ikatan kovalen.

Unsur ini tidak ditemukan di alam, tetapi timbul sebagai asamot horborik dan biasanya ditemukan dalam sumber mata air gunung berapi dan sebagai borates di dalam boron dancol emantie. Ulexite, mineral boron yang lain dianggap sebagai serat optik alami.

Sumber-sumber penting boron adalah raso rite (kernite) dantincal (bijih borax). Boron yang tidak murni (amorphous boron) menyerupai bubuk hitam kecoklatan dan dapat dipersiapkan dengan 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.

Asam boraks (H₃BO₃) dapat dibuat dengan merekasikan boraks dengan asam-asam kuat. 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).

        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.

Boron merupakan unsure yang jarang terdapat dalam kerak bumi, tetapi banyak dijumpai sebagai deposit dalam senyawa garamnya, borat yaitu boraks atau sodium tetraborat (Na₂B₄O₇.10H₂O), kernite (Na₂B₄O₇) dan kolemanit (Ca₂B₆O₁₁.5H₂O). deposit terbesar terdapat di Boron- California.

Boron merupakan komponen vital dalam pembangkit tenaga nuklir karena kemampuanya berfungsi sebagai penyerap (absorber) netron; tongkat pengaduk yang berisi boron diturunkan kedalam ruang reaktor untuk menjaga reaksi nuklir berlangsung pada kecepatan sedang yang diinginkan. Borat dipakai pula sebagai bahan pengisi kayu, pemadam api dan sebagai fluks dalam proses pematrian (solder).

Boron merupakan unsur yang unik dan menarik satu- satunya unsur non-logam dalam golongan 3 tabel periodik unsur, dan menunjukan kemiripan sifat dengan unsur- unsur tetangga karbon (C) dan silikon (Si). Kemiripan sifat ini yaitu dalam hal pembentukan senyawa kovalen dan senyawa rantai, namun berbeda dalam hal pembentukan senyawa kekurangan-elektron. Boron tidak pernah dijumpai sebagai senyawa kationik karena tingginya entalpi ionisasi, melainkan membentuk senyawa kovalen dengan pembentukan orbital hibrida sp² untuk menghasilkan struktur segitiga samasisi seperti pada senyawa BX_3. Senyawa ini dianggap terkoordinasi belum jenuh, oleh karena itu dalam larutan bertindak sebagai asam Lewis (akseptor pasangan elektron ) dan membentuk senyawa tetrahedron seperti pada BF₄^-, BF₃OEt₂, dan BPh₄^-. Skala elektronegatifitas boron yaitu ada 2, dekat dengan Si (1,8) dan Ge (1,8), sedikit lebih rendah daripada H (2,1) dan (2,5).

Sifat- sifat khusus boron dibandingkan dengan senyawa alimunium dan silicon yaitu:

1.      Oksida boron (B₂O₃) dan boron hidroksida (B(OH)₃) bersifat asam, sedangkan Al(OH)₃ lebih bersifat basa atau tepatnya amfoterik.

2.      Borat (BO₃ ^3-) dan silikat (SiO₃^2-) keduanya mempunyai struktur dengan susunan yang sama, yaitu dengan persekutuan atom O menghasilkan bentuk rantai kompleks, melingkar atau yang lain dengan prinsip setiap atom pusat B selalu dikelilingi 4 atom O.

3.      Boron halide, kecuali BF₃ dan silikon halida mudah terhidrolisis sedangkan aluminium halide berupa padatan dan hanya sebagian terhidrolisis oleh air; namun semuanya bertindak sebagai asam Lewis.

4.      Semua Hidrida Boron dan Silikon mudah menguap dan terbakar secara spontan dan mudah terhidrolisis, sedangakan (AlH₃)n membentuk polimer.

Kegunaan lain dari boron adalah:

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.

Sifat Boron Secara Umum

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

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.

Senyawa- senyawa popular yang berikatan dengan boron Asam Borat (H₃BO₃ ), Asam tetrafluoroborat (HBF₄ ), Boron Trihalida (BF₃ ), Boron Hidrida, Boron Nitrogen (BN), Boron tribromida (BBr₃ ), Boron triiodida (BI₃ ), Diboron trioxide (B₂O₃ ), Diborontrisulphida (B₂S₃ ), Boron-Nitrida, Serat Anorganik (Nilon dan polyester).

 Efek Biologis dari Boron yaitu:

·         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.