BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

            Unsur golongan III A yaitu Boron, Aluminium, Galium, Indium danTalium. Yang mana unsur yang segolongan mempunyai sifat yaitu makin ke bawah letak suatu unsure dalam sistem periodik maka, nomor atom dan jari-jariatomnya makin besar sedangkan keelektronegatifan dan energy ionisasinyamakin kecil dan begitu pula sebaliknya.Boron merupakan salah satu unsur yang termasuk golongan IIIA dengannomor atom lima. Warna dari unsur boron adalah hitam. Boron memiliki sifatdiantara logam dan nonlogam (semimetalik). Boron lebih bersifat semikonduktor daripada sebuah konduktor logam lainnya. Secara kimia boron berbeda denganunsur- unsur satu golongannya. Boron juga merupakan unsur metaloid dan banyak ditemukan dalam bijih borax. Ada dua alotrop boron; boron amorfusadalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknyakeras (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. Padasuhu piawai boron adalah pengalir elektrik yang kurang baik, tetapi merupakan pengalir yang baik pada suhu yang tinggi. Boron merupakan unsur yang kurangelektron 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 mendapatkanelektron.

1.2 .Rumusan Masalah

1.Bagaimana keberadaan boron di alam ?

2.Bagaimana sifat-sifat dan persenyawaan dari boron ?

3.Bagaimana pembuatan dari boron ?

4.Bagaimana efek biologis dan kegunaan dari boron tersebut ?

1.3 .Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang telah dikemukakan di atas maka penulis memiliki beberapa tujuan, yaitu:. 

1. Mengetahui sifat-sifat, persenyawaan, pembuatan, kegunaan dan efek  biologis dari boron. 

2. Menambah pengetahuan tentang unsur boron.

BAB II
PEMBAHASAN
BORON

2.1Sejarah
(Arab: Buraq, Persia: Burah) Senyawa boron telah diketahui sejak ribuan tahun yang lalu, tetapi unsur ini tidak ditemukan sampai tahun 1880 oleh Sir Humpry Davy, Gay-Lussac, dan Thenard.

Sumber
Unsur ini tidak ditemukan di alam, tetapi timbul sebagai asam othorboric dan biasanya ditemukan dalam sumber mata air gunung berapi dan sebagai borates di dalam boron dan colemantie. Ulexite, mineral boron yang lain dianggap sebagai serat optik alami.

Sumber-sumber penting boron adalah rasorite (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 isotop ¹⁰B sebanyak 19.78% dan isotop ¹¹B 80.22%. Kristal boron murni dapat dipersiapkan dengan cara reduksi fase uap boron triklorida atau tribomida dengan hidrogen pada filamen yang dipanaskan dengan listrik. Boron yang tidak murni (amorphous boron) menyerupai bubuk hitam kecokletan 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.

2.2 Struktur Boron

Boron yang telah dimurnikan adalah padatan hitam dengan kilap logam. Sel satuan kristal boron mengandung 12, 50, atau 105 atom boron, dan satuan struktural ikosahedral B₁₂ terikat 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.

Kimia boran (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 B₁₀H₁₄ dengan 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 MgB₂ sebagai pereaksi hanya digunakan untuk mempreparasi B₆H₁₀. Karena reagen seperti litium tetrahidroborat, LiBH₄, dan natrium tetrahidroborat, NaBH₄, kini mudah didapat, dan diboran, 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 elektron 3-pusat 2-elektron 3-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 menjadi closo, 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 menjadi closo, 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 di Alam

            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 inditemukan digabungkan dalam boraks, asam borat, kernite, ulexite, colemanite dan borates. Berapi kadang mata air mengandung asam borat. Boron mempunyai dua isotop yang stabil yaitu B-11 (80,1%) dan B-10 (19,9%). Boron adalah unsur 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. Boron adalah unsur 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.

 Kelimpahan

Di alam: 10 ppm dengan berat, 1 ppm dengan mol-

Di jagad raya: 2 ppm dengan berat, 0.2 ppm dengan mol

2.4  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 dari Boron

• Simbol: B
• Radius Atom: 0.98 Å
• Volume Atom: 4.6 cm³/mol
• Massa Atom: 10.811
• Titik Didih: 4275 K
• Radius Kovalensi: 0.82 Å
• Struktur Kristal: Rhombohedral
• Massa Jenis: 2.34 g/cm³
• Konduktivitas Listrik: 5 x 10⁶ ohm^-1cm^-1
• Elektronegativitas: 2.04
• Konfigurasi Elektron: [He]2s2
• Formasi Entalpi: 22.6 kJ/mol
• Konduktivitas Panas: 27 Wm^-1K^-1
• Potensial Ionisasi: 8.298 V
• Titik Lebur: 2365 K
• Bilangan Oksidasi: 3
• Kapasitas Panas: 1.026 Jg^-1K^-1
• Entalpi Penguapan: 507.8 kJ/mol

2.5 Senyawa dan Pembuatannya
            Boron dapat membentuk rangkaian molekul ikatan yang stabil. Atom boron memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p¹. Senyawa boron, seperti diborona, B₂H₆, monomer senyawa ini (BH₃) tidak stabil karena atom borondikelilingi oleh enam elektron valensi. Sehingga untuk memkbentuk oktet, boron berbagi elektron dengan ikatan B-H atom boron lainnya.Dengan adanya atom lain yang mempunyai sifat penyumbang elektron, maka akan membentuk spesies yang disebut “adduct”.
• Pada bagian ini kita akan membahas beberapa persenyawaan boron dengan halogen ( yang disebut sebagai halida), dengan oksigen (yang dikenal dengan oksida), dengan hidrogen (yang dikenal dengan hidrida) dan beberapa senyawa boron lainnya.

• Untuk setiap senyawa, bilangan oksidasi boron sudah diberikan, tetapi bilangan oksidasi tersebut kurang berguna untuk unsur-unsur blok p khususnya. Tetapi umumnya dari senyawa boron yang terbentuk, bilangan oksidasinya adalah tiga ( 3 ).

1.  Halida dari boron :
o Diborane (6): B3H6
o Decaborane (14): B10H14
o Hexaborane (10): B6H10
o Pentaborane (9): B5H9
o Pentaborane (11): B5H11
o Tetraborane (10): B4H10

2. Flourida
Senyawa –senyawa boron yang terbentuk dengan flourida adalah sebagai berikut :
* Boron trifluoride: BF3

Sifat Fisika :

·         Bentuk                        : gas

·         Titik leleh        : -127°C

·         Titik didih       : -101°C

·         Berat jenis       : 3,0 Kg

* Diboron tetrafluoride: B2F4
3.  Klorida
Boron trichloride: BCl3

Sifat Fisika :

·         Bentuk                        : Gas

·         Titik leleh        : -107°C

·         Titik Didih      : 13°C

·         Berat Jenis       : 5.1 kg m^-3(gas)

Diboron tetrachloride: B2Cl4

4. Bromida

·         Boron tribromida                                : BBr₃

 Sifat Fisika :

·         Bentuk                   : Cair 

·         Titik Leleh : -46°C

·         Titik Didih : 91°C

·         Berat Jenis : 2600 kg m^-3

5. Iodida

6. Oksida

Sifat Fisika :

·         Warna              : putih

·         Bentuk                        : Kristal padat

·         Titik Leleh       : 450°C

·         Titik Didih       : 2065

·         Berat Jenis        : 2550 kg m^-3

7.  Nitrida

            Ketika boron dipanaskan dengan unsur nitrogen, hasilnya adalah senyawa putih padatan dengan bentuk empiris BN yang disebut dengan nama boron nitrida. Beberapa alasan yang menarik tentang boron nitrida adalah kemiripan strukturnya dengan grafit. Pada tekanan tinggi, boron nitride berubah menjadi lebih padat, lebih keras ( kekerasannya mendekati intan). Nitrida juga berperan sebagai penghambat elektrik tetapi mengalirkan haba (kalor) seperti logam. Unsur ini juga mempunyai sifat pelincir sama seperti grafit.

8. Sulfida

Diboron trisulphida          : B₂S

Sifat Fisika :

·         Warna               : Putih atau Kuning

·         Bentuk                        : Padat

·         Berat Jenis        : 1700 kg m^-3

Pembuatan / Sintesis dari boron

1.Reduksi B2O3 dengan magnesium

B₂O₃+3Mg                              2B+3MgO

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

2BCl₃+3Zn                          3ZnCl₂ + 2B

2BX₃+3H2                           6Hx+2B

Reaksi – reaksi dari Boron

1. Reaksi O₂

4B+3O2(g)                          2B2O3(s)

2. Reaksi dengan Halogen

·         2B(s)+3F2(g)              2 BF3 (g)

·         2B(s)+3Cl2(g)            2 BCl3 (g)

·         2B(s)+3Br2(g)          2BF3(l)

2.6 Pembuatan Boron di Laboratorium dan diindustri

·         Bereaksi dengan nitrogen membentuk boron nitrida

• Bereaksi dengan oksigen membentuk boron oksida (B₂O₃)
• Bereaksi dengan logam, misalnya magnesium membentuk magnesium borida (Mg₃B₂)
• Melalui hidrolisis halida boron diperoleh, asam B(OH₃)
• Dari pemanasan B₂O₃ dengan NH₄BF₄ atau CaF₂ dan H₂SO₄ pekat diperoleh BF₃

• Oksida   : boron oksida (B₂O₃),
• Halida    : asam B(OH₃)
• Hidrida  : B₂H₆

 

Isolasi & produksi Boron (B)

Boron (B) tidak terlalu banyak diproduksi dalam laboratorium karena telah dapat 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 B₂O₃ dengan Mg, diikuti dengan pencucian produknya dengan larutan NaOH, HCl, dan HF.

B₂O₃ + 3Mg → 2B + 3MgO

Kegunaan, contoh sehari-hari:

• Borax (Na₂B₄O₇.10H₂O) digunakan sebagai bahan pembersih (pemutih), kaca, keramik, pupuk, kertas dan cat.
• Asam boric (H₃BO₃) digunakan dalam bidang medis sebagai antiseptik dan astringent.
• Boron karbida (B₄C) digunakan untuk membuat amplas.
• Digunakan untuk mendeteksi dan mengontrol jumlah neutron pada reaktor nuklir.

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

·         Borat atau asam borat digunakan sebagai antiseptic ringan

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

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

·         Sebagian besar boron digunakan untuk membuat kaca dan keramik. 

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

·         Asam borat digunakan sebagai insektisida terhadap semut, serangga dankecoa.

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

·         Isotop boron-10 digunakan sebagai kontrol pada reaktor nuklir, sebagai tameng pada radiasi nuklir dan dalam instrumen-instrumen yang digunakanuntuk mendeteksi netron. 

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

Efek biologis dari Boron

·         Boron dengan konsentrasi tinggi dalam air sangat berbahaya bagi komunitasikan.

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

BABIII
PENUTUP

3.1 Kesimpulan

            Berdasarkan keterangan dan penjelasan yang telah dipaparkan pada bab sebelumnya tentang unsur boron maka, dapat disimpulkan bahwa : 

1. Boron termasuk kedalam unsure semi logam. 

2.Boron merupakan unsure yang berwarna hitam. 

3.Boron bersifat semikonduktor. 

4. Dapat mengetahui sifat-sifat, persenyawaan, pembuatan, kegunaan danefek biologis dari boron.

3.2 Saran

            Dari penjelasan diatas diharapkan untuk :

Lebih memahami tentang unsur-unsur yang ada dalam sistem periodik dan tidak hanya terbatas pada satu unsur.