MAKALAHKIMIA ANORGANIKBORON

OLEH :KELOMPOK 8

1. Shinta Devitri(A1C112005)2. Icha Marisa NH(A1C1120)3. Patimah (A1C112033)

Dosen pembimbing : Drs. Abu Bakar, M. Pd

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS JAMBI2011/2012

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah Kimia Anorganik tentang BORON dengan sebaik-baiknya dan tepat pada waktunya. Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan tugas Kimia Anorganik agar dapat mengikuti matakuliah selanjutnya yang ada di pendidikan kimia Universitas Jambi. Selain itu pembuatan makalah ini adalah sebagai bukti hasil dari metode belajar selama kuliah. Penulisan makalah ini didasarkan pada hasil literatur-literatur yang ada baik dari buku maupun sumber lainnya. Dengan ini, mahasiswa juga menyampaikan terima kasih kepada : 1. Orang tua yang telah memberikan dukungan baik materil maupun spiritual. 2. Dosen yang mengajar mata kuliah Kimia Anorganik, Drs. Abu Bakar ,M.Pd. 3.Rekan-rekan mahasiswa yang membantu dalam pengerjaan makalah dan dalam penulisan makalah ini. Makalah ini merupakan tulisan yang dibuat berdasarkan hasil yang telah di cari. Tentu ada kelemahan dalam teknik pelaksanaan maupun dalam tata penulisan makalah ini. Maka saran-saran dari pembaca dibutuhkan dalam tujuan menemukan refleksi untuk peningkatan mutu dari makalah serupa di masa mendatang. Akhir kata, selamat membaca dan terima kasih.

Jambi, November 2013

Penulis

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang1.2 Rumusan masalah1.3 Tujuan...BAB II PEMBAHASAN2.1 Sejarah Boron (B)2.2 Struktur Boron (B)2.3 Keberadaan Boron (B)di Alam2.4 Sifat Fisika dan Kimia Boron (B)2.5 Pembuatan Boron (B)2.6 Senyawa-Senyawa Boron (B)2.7 Kegunaan Boron (B)BAB III PENUTUP3.1 Kesimpulan3.2 SaranDAFTAR PUSTAKA

BAB IPENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANGUnsur 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.Dalam 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 electrn. 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.Ciri-ciri optik unsur ini termasuklah penghantaran cahaya inframerah. Pada suhu piawai boron adalah pengalir elektrik yang kurang baik, tetapi merupakan pengalir yang baik pada suhu yang tinggi. Boron merupakan unsur yang kurang elektron dan mempunyai p-orbital yang kosong. Ia bersifat elektrofilik. Sebagian boron sering berkelakuan seperti asam Lewis yaitu siap untuk terikat dengan bahan kaya elektron untuk memenuhi kecenderungan boron untuk mendapatkan elektron.

1.2 RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana sejarah penemuan boron?2. Bagaimana struktur boron?3. Bagaimana keberadaan boron dan senyawanya dialam?4. Bagaimana sifat fisika dan sifat kimia dari boron ?5. Bagaimana cara ekstraksi boron?6. Bagaimana senyawa-senyawa boron?7. Bagaimana kegunaan boron ?

1.3 TUJUAN 1. Mengetahui sejarah penemuan dari boron.2. Mengetahui struktur boron.3. Mengetahui keberadaan boron dan senyawanya dialam.4. Mengetahui sifat fisika dan sifat kimia dari boron.5. Mengetahui cara ekstraksi boron.6. Mengetahui senyawa-senyawa boron.7. Mengetahui kegunaan dari boron.

BAB IPEMBAHASAN

2.1 SEJARAH BORON

Senyawa boron (Arab: Buraq,Persia: Burah) telah diketahui sejak ribuan tahun yang lalu, tetapi unsur ini tidak ditemukan sampai tahun 1880 oleh Sir Humpry Davy, Gay-Lussac, dan Thenard.Boron ditemukan oleh ahli kimia Prancis yaitu Joseph-LouisGay-LussacdanLouis-Jaques Thnard, French chemists,dan seorang ahlikimia inggris yaituSirHumphry Davy pada tahun 1808. Boron terisolasi dan terdapat dalam asam borat(H3BO3). Kata Boron berasal dari bahasa arab yaitu Buraq danbahasa Persia yaitu Burah dan akhirnya disebut dengan Borat.

Pada tahun 1909 William Weintraub mampu memproduksi boron dengankemurnian 99% dengan mereduksi boron halida dengan hidrogen.Pada tahun 2004 Jiuhua Chen dan Vladimir L. Solozhenko memproduksibentuk baru boron, tetapi tidak yakin dengan strukturnya.

Tahun 2009, sebuah timyang dipimpin oleh Artem Oganov memperlihatkan bentuk baru boron yang terdiridari dua struktur, B12icosohedra dan pasangan B2, disebut dengan gamma boron,hampir sekeras intan dan lebih tahan panas daripada intan.

2.2 STRUKTUR BORONBoron yang telah dimurnikan adalah padatan hitam dengan kilap logam. Sel satuan kristal boron mengandung 12, 50, atau 105 atom boron, dan satuan struktural ikosahedral B12terikat satu sama lain dengan ikatan 2 pusat 2 elektron (2c-2e) dan 3 pusat 2 elektron (3c-2e) (ikatan tuna elektron) antar atom boron (Gambar 4.1). Boron bersifat sangat keras dan menunjukkan sifat semikonduktor.

Kimiaboran(boron hidrida) dimulai dengan riset oleh A. Stock yang dilaporkan pada periode 1912-1936. Walaupun boron terletak sebelum karbon dalam sistem periodik, hidrida boron sangat berbeda dari hidrokarbon. Struktur boron hidrida khususnya sangat tidak sesuai dengan harapan dan hanya dapat dijelaskan dengan konsep baru dalam ikatan kimia. Untuk kontribusinya dalam kimia anorganik boron hidrida, W. N. Lipscomb mendapatkan hadiah Nobel Kimia tahun 1976. Hadiah Nobel lain (1979) dianugerahkan ke H. C. Brown untuk penemuan dan pengembangan reaksi dalam sintesis yang disebut hidroborasi.

Karena berbagai kesukaran sehubungan dengan titik didih boran yang rendah, dan juga karena aktivitas, toksisitas, dan kesensitifannya pada udara, Stock mengembangkan metoda eksperimen baru untuk menangani senyawa ini dalam vakum. Dengan menggunakan teknik ini, ia mempreparasi enam boran B2H6, B4H10, B5H9, B5H11, B6H10, dan B10H14dengan reaksi magnesium borida, MgB2, dengan asam anorganik, dan menentukan komposisinya. Namun, riset lanjutan ternyata diperlukan untuk menentukan strukturnya. Kini, metoda sintesis yang awalnya digunakan Stock menggunakan MgB2sebagai pereaksi hanya digunakan untuk mempreparasi B6H10. Karena reagen seperti litium tetrahidroborat, LiBH4, dan natrium tetrahidroborat, NaBH4, kini mudah didapat, dandiboran, B2H6, yang dipreparasi dengan reaksi 3 LiBH4+ 4 BF3.OEt2 2 B2H6+ 3 LiBF4+ 4 Et2O, juga mudah didapat, boran yang lebih tinggi disintesis dengan pirolisis diboran.

Teori baru diusulkan untuk menjelaskan ikatan dalam diboran, B2H6. Walaupun struktur yang hampir benar, yakni yang mengandung jembatan hidrogen, telah diusulkan tahun 1912, banyak kimiawan lebih suka struktur mirip etana, H3B-BH3, dengan mengambil analoginya dengan hidrokarbon. Namun, H. C. Longuet-Higgins mengusulkan konsep ikatan tuna elektron3-pusat 2-elektron3-center 2-bond(ikatan 3c-2e bond) dan bahwa strukturnya memang benar seperti dibuktikan dengan difraksi elektron tahun 1951 (Gambar 4.2).

Struktur ini juga telah dielusidasi dengan difraksi elektron, analisis struktur kristal tunggal sinar-X, spektroskopi inframerah, dsb, dan memang boran terbukti mengandung ikatan 3c-2e B-H-B dan B-B-B berikut:

Selain ikatan kovalen biasa 2c-2e B-H dan B-B. Struktur semacam ini dapat ditangani dengan sangat memuaskan dengan teori orbital molekul. Boran diklasifikasikan menjadicloso, nido, arachno, dsb. sesuai dengan struktur kerangka atom boron.selain ikatan kovalen biasa 2c-2e B-H dan B-B. Struktur semacam ini dapat ditangani dengan sangat memuaskan dengan teori orbital molekul. Boran diklasifikasikan menjadicloso, nido, arachno, dsb. sesuai dengan struktur kerangka atom boron.

Tidak hanya diboran, boran yang lebih tinggi juga merupakan senyawa yang tuna elektron yang sukar dijelaskan dengan struktur Lewis yang berbasiskan ikatan kovalen 2c -2e.K. Wade merangkumkan hubungan jumlah elektron yang digunakan untuk ikatan kerangka dan struktur boran dan mengusulkan aturan empiris yang disebut aturan Wade. Menurut aturan ini, bila jumlah atom boron n, jumlah elektron valensi kerangkanya 2(n+1) didapatkan jenis closo, 2(n+2) untuk jenis nido, dan 2(n+3) untuk jenis arachno. Hubungan antara struktur kerangka dan jumlah elektron valensi adalah masalah penting dalam senyawa kluster logam transisi, dan aturan Wade telah memainkan peranan yang signifikan dalam memajukan pengetahuan di bidang struktur senyawa kluster ini.

2.3 KEBERADAAN BORON DIALAM

Boron banyak terdapat di batu burax. Ada dua alotrop boron, boron amorfus adalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknya keras (9,3 dalam skala Moh) Boron tidak hadir di alam dalam bentuk elemen. Hal ini ditemukan digabungkan dalam boraks, asam borat, kernite, ulexite, colemanite dan borates. Unsur ini tidak ditemukan di alam, tetapi timbul sebagai asamot horboric 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) dan tincal (bijih borax). Kedua bijih ini dapat ditemukan di gurun Mojave.Tincal 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 lebihtinggi. Boron ditemukan dalamsenyawaan seperti silika, silikat, dan borat. Senyawaan boron yang utama dan tidak melimpah adalah asam borat (H3BO3) dan natrium borat terhidrasi atau boraks (Na2B4O7.10 H2O).Kelimpahan boron :1. Di alam: 10 ppm dengan berat, 1 ppm dengan mol2. Di jagad raya : 2 ppm dengan berat, 0.2 ppm dengan mol

2.4 SIFAT FISIKA DAN SIFAT FISIKA BORON

. Sifat boron secara umum1. Boron termasuk unsur semi logam.2. Tidak terdapat dalam keadaan bebas di alam.3. Bisa membentuk ikatan kovalen.

Sifat fisik dari Boron :-Simbol:B- Phasa:Padat- BeratJenis:2,34g/cm3- Volumeatom:4.6cm3/mol- TitikLeleh:2349K(2076C,3769F)- TitikDidih :4200K(3927C,7101F)- KalorPeleburan:50,2kJ/mol- KalorPenguapan:480kJ/mol- KapasitasPanas:(25C)11.087J/(mol-K)- StrukturKristal:Rombohedral- Elektronegativitas:2,04(skalapauling)- RadiusKovalen:82pm- Avinitaselektron:26.7kJmol-1- Struktur:rhombohedral;B12icosahedral.

Sifat Kimia Dari Boron1. Metaloid , artinya unsure kimia yang memiliki sifat antara logam dan non logam.2. Berdasarkan ke elektronegatifannya,boron cenderung melepas electron membentuk ion positif.3. Boron bersifat sangat keras dan menunjukkan sifat semikonduktor4. Boron adalah unsur yang tidak reaktif pada suhu biasa. Bila bereaksi, tidak ada kecenderungan dari atom unsure boron untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana yaitu B3+.Adapun reaksi pada boron adalah sebagai berikut:a) Reaksi dengan halogenBoron bereaksi dengan halogen secara umum, bahkan sampai terbakar dalam gas fluor.2 B + 3 X2 2 BX3 X = atom halogenb) Membentuk asam oksijika dipanaskan dalam udara, unsur boron bereaksi dengan oksigen dalam pembakaran yang sangat eksotermik untuk membentuk oksida B2O3. Oksida ini bersifat asam. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut.B2O3(s) + 3 H2O(l) 2 H3BO3(l)

c) Semua boron yang larut membentuk larutan yang bersifat basa bila dilarutkan dalam air, di mana ion. BO32- bertindak sebagai basa dengan menghilangkan proton dari air.BO3 2 (aq) + H2O(l) HBO3(aq) + OH(aq)d) Boron membentuk molekul-molekul ion raksasa dengan atom oksigen menempati kedudukan yang berselang-seling dengan reaksi seperti berikut. | B O B O B O | |

2.5 EKSTRAKSI BORONSumber boron yang melimpah adalah borax (NaBO(OH).8 HO) dan kernite (NaBO(OH). 2HO). Ini susah diperoleh dalam bentuk murni. Ini dapat dibuat terus dengan reduksi oksidasi magnesium, BO. Oksidasi ini dapat dibuat melalui pemanasan asam borik, B(OH), yang diperoleh dari borax. B2O3 + 3 Mg 2B + 3 MgO Akan tetapi hasil ini sering kali dicemari dengan logam borida (proses ini agak menakjubkan). Boron murni bisa diperoleh dengan menurunkan halogenida boron yang mudah menguap dengan hidrogen pada suhu tinggi.Boron (B)tdk terlalu banyak diproduksi dlm laboratorium karena telah dpt diperoleh secara komersial. Secara umum,Boron (B)berasal dari tourmaline, borax [Na2B4O5(OH)4.8H2O], dan kernite [Na2B4O5(OH)4.2H2O]. Unsur ini susah diperoleh dalam bentuk murni karena titik lelehnya yang tinggi (2250 C) dan sifat korosif cairannya. Ia dibuat dalam kemurnian 95 98% sebagai bubuk amorf dengan reduksi B2O3dengan Mg, diikuti dengan pencucian produknya dengan larutan NaOH, HCl, dan HF.

A. Ekstraksi Bororn dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya:1. Boron Kristal didapatkan dengan cara Reduksi BCl3 dengan H2. Hal ini berlaku pada skal kilogram. 2 BCl3 + H2 2B + 6HCl

Pyrolisis BI3 (metode Van Arel)

BI3 2B + 3I2 Dekomposisi termal dari diborane atau hidrat dari boron lain B2H6 2B + 3H2

2. Boron amorf didapatkan dari mereduksi B2O3dengan Mg atau Na pada temperature yang tinggi. Biasanya hal ini akan menghasilkan 95-98% kemurnian boron berwarna hitam.

Na2B4O7.10H2O H3BO3 B2O--> 2B + 3MgO

Sangat sulit mendapatkankristal boron murni karena butuh suhu yang snagat tinggi(2180oC) dan larutannya bersifat korosif.

B. sintesis dari boron dan reaksi nya1. Reduksi B2O3 dengan magnesium

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

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 air dan merupakan asam lemah dalam artikonsep asam basa Lewis.(Nofrijal Jhon:2011).Pada dasarnya ada dua proses untuk memproduksi asam borat secara industri, yaitu :

a. Proses AsidifikasiPada 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 (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 centrifuge. 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

b. Proses Ekstraksi Liquid-liquidPada 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.

Reaksi Reaksi dari Boron1.Reaksi dengan O24B + 3O2(g) 2B2O3(S)2.Reaksi dengan Halogen 2B(s) + 3F2 (g) 2BF3(g) 2B(s) + 3Cl2 (g) 2BCl3(g) 2B(s) + 3Br2(g) 2BBr3(l)

Persiapan diboron dan borones yang lebih tinggi1.Dengan mereaksikan iodine dengan sodium borohidrida2.Mereduksi BCl3 with LiAlH43.Dengan pembebasan muatan

2.6 SENYAWA-SENYAWA BORON

PERSENYAWAAN

1. Halida dari boron -Diboran (6): B2H6-Decaboran (14): B10H14-Hexaboran (10): B6H10-Pentaboran (9): B5H9-Pentaboran (11): B5H11-Tetraboran (10): B4H102. Florida-Boron trifluorida: BF3

Sifat Fisika :-Bentuk:gas-TitikLeleh:-127C-TitikDidih:-101C-BeratJenis:3,0Kg

-Diboron tetrafluorida: B2F4

3. Klorida-Boron trichlorida : BCl3

Sifat Fisika:-Bentuk:Gas-Titikleleh:-107C-TitikDidih:13C-BeratJenis:5.1kgm-3(gas)- Diboron tetrachlorida: B2Cl4

4. Bromida-Boron tribromida: BBr3Sifat Fisika :-Bentuk:Cair-TitikLeleh:-46C-TitikDidih:91C-BeratJenis:2600kgm-3

5. Iodida-Boron triiodida : BI3

6. Oksida Diboron trioxide : B2O3

Sifat Fisika :-Warna : putih-Bentuk : Kristal Padat-Titik leleh : 450o c-Titik Didih : 2065-Berat jenis : 2550 kg m-3

7. Sulfida Diboron trisulphida : B2S3 Sifat Fisika :-Warna : Putih atau Kuning-Bentuk : Padat-Berat Jenis : 1700 kg m-3

8. Nitrida-Boron nitrida: BNBoron nitrida memiliki sifat-sifat yang cemerlang karena ia sekerasberlian, dapat digunakan sebagai insulator listrik walau dapat menghantarpanas seperti logam. Senyawa ini jugamemiliki sifat lubrikasi seperti grafit.

Sifat fisika :-Warna:Putih-Bentuk:KristalPadat-Titikleleh:3000C-TitikDidih: