Boron – ilmu kimia, hehe.. kalau bicara kimia pastinya kalian ingat ma Einsten dong ilmuan kepala botak itu, kalau mau pinter kimia di sini lah tempatnya. kali ini kita akan membahas tentang Boron.
Boron (simbol B) adalah unsur kimia yang menarik dengan nomor atom 5 dalam tabel periodik elemen. Meskipun boron merupakan unsur yang relatif jarang di alam, ia memiliki beragam aplikasi penting dalam berbagai bidang, termasuk industri, teknologi, dan ilmu pengetahuan. Dalam ulasan ini, kita akan menjelaskan sifat, sejarah, penggunaan, dan peran penting boron dalam berbagai aspek kehidupan manusia.
Sejarah
(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.
Boron telah dikenal oleh manusia selama ribuan tahun. Penggunaan historis boron termasuk dalam senyawa seperti boraks, yang digunakan dalam berbagai aplikasi, terutama dalam proses peleburan logam dan pengawetan kayu.
Namun, penemuan boron sebagai unsur murni adalah pencapaian yang lebih modern. Pada tahun 1808, ilmuwan Inggris, Sir Humphry Davy, berhasil mengidentifikasi dan mengisolasi boron dalam bentuk unsur murni. Penemuan tersebut membuka jalan untuk penelitian lebih lanjut tentang sifat dan aplikasi boron.
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.
Sifat Dasar Boron
Boron adalah unsur non-logam dalam kelompok 13 (disebut juga sebagai Grup IIIA) dari tabel periodik, dan memiliki karakteristik kimia yang unik. Berikut adalah beberapa sifat dasar boron:
- Struktur Atomik: Boron memiliki struktur atomik yang cukup sederhana. Atom boron memiliki inti yang terdiri dari 5 proton dan 5 neutron, serta 5 elektron yang mengelilingi inti tersebut. Konfigurasi elektronnya adalah 1s² 2s² 2p¹, yang membuatnya memiliki 3 elektron valensi.
- Sifat Non-logam: Boron adalah unsur non-logam yang tidak memiliki sifat logam seperti konduktivitas listrik dan kilauan logam. Sebaliknya, boron biasanya terdapat dalam bentuk padatan yang rapuh dan tumpul.
- Kemampuan Membentuk Senyawa: Boron cenderung membentuk senyawa dengan unsur-unsur lain, terutama unsur non-logam seperti oksigen dan nitrogen. Ini mengarah pada pembentukan berbagai senyawa boron yang memiliki aplikasi dalam berbagai bidang.
- Kegunungannya dalam Alam: Boron tidak ditemukan dalam bentuk unsur murni yang signifikan di alam. Namun, senyawa boron, seperti boraks (natrium borat dekahidrat), ditemukan dalam deposit mineral di berbagai lokasi di seluruh dunia.
Kegunaan dan Aplikasi Boron
Boron yang tidak murni digunakan pada pertunjukan kembang api untuk memberikan warna hijau dan dalam roket sebagai pemicu.
Senyawa boron yang paling komersial adalah Na2B4O75H2O. Pentrahidra ini digunakan dalam jumlah yang banyak dalam pembuatan serat gelas yang dijadikan insulasi (insulation fiberglass) dan pemutih sodium perborat (sodium perborate bleach).
Asam borik juga merupakan senyawa boron yang penting dan digunakan dalam produk tekstil. Senyawa-senyawa boron lainnya digunakan dalam pembuatan kaca borosilica dan dalam penyembuhan arthritis.
Isotop boron-10 digunakan sebagai kontrol pada reaktor nuklir, sebagai tameng pada radiasi nuklir dan dalam instrumen-instrumen yang digunakan untuk mendeteksi netron. 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 seperti grafit. Boron hidrida dapat dengan mudah dioksidasi dan melepaskan banyak energi dan pernah digunakan sebagai bahan bakar roket. Penawaran terhadap filamen boron juga meningkat karena bahan ini kuat dan ringan dan digunakan sebagai struktur pesawat antariksa.
Boron mirip dengan karbon dalam memiliki kapasitas membentuk jaringan molekul dengan ikatan kovalen. Karbonat, metalloboran, fosfakaboran dan semacamnya terdiri dari ribuan senyawa.
Boron memiliki berbagai aplikasi yang penting di berbagai industri dan bidang. Berikut adalah beberapa penggunaan utama boron:
- Industri Nuklir: Boron memiliki isotop yang disebut boron-10, yang bersifat menyerap neutron. Hal ini membuat boron digunakan dalam batang kendali neutron dalam reaktor nuklir. Ini adalah bagian penting dalam menjaga reaktor nuklir dalam kondisi kritis yang aman.
- Industri Kaca: Senyawa boron, seperti boraks dan boron trioksida, digunakan dalam industri kaca untuk meningkatkan ketahanan panas dan kekuatan kaca. Mereka juga membantu mengurangi ekspansi termal kaca, yang penting dalam aplikasi seperti kaca piroforik (kaca yang digunakan dalam perangkat pemanas).
- Bahan Api: Boron digunakan dalam komposisi beberapa bahan bakar dan bahan peledak, seperti boron karbida dan boron nitrida. Ini berperan dalam meningkatkan kecepatan pembakaran dan energi yang dihasilkan dalam aplikasi militer.
- Elektrokimia: Boron digunakan dalam elektrokimia sebagai elektroda inert dan pelindung dalam sel elektrokimia. Sel-sel ini sering digunakan dalam penelitian ilmiah dan analisis kimia.
- Fotovoltaik: Boron adalah komponen penting dalam pembuatan sel surya. Dalam bentuk boron fosforus silikon (BPSG), itu digunakan untuk lapisan permukaan dalam panel surya kristal silikon, yang membantu meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya.
- Industri Kosmetik: Boron nitrida, sebuah senyawa boron, digunakan dalam produk kosmetik dan perawatan kulit. Ini membantu dalam memberikan efek yang halus dan lembut pada kulit.
- Perlindungan Termal: Boron karbida digunakan dalam peralatan pelindung termal, seperti rompi antipeluru, lapisan pelindung peralatan militer, dan peralatan perlindungan termal untuk astronaut.
- Agriculture: Boron merupakan unsur hara esensial bagi tanaman dan berperan penting dalam pertumbuhan tanaman. Pupuk boron digunakan dalam pertanian untuk mencegah defisiensi boron yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman.
- Elektronik: Boron digunakan dalam beberapa aplikasi elektronik, terutama sebagai bahan dalam semikonduktor. Boron memodifikasi sifat kristal dan kemampuan semikonduktor untuk menghantarkan listrik.
Penanganan
Unsur boron dan borat tidak dianggap berbahaya, dan perlu penanganan spesial. Walau begitu, beberapa senyawa boron hidrogen sangat beracun dan memerlukan penanganan ekstra hati-hati.
Salah satu tantangan dalam produksi boron adalah fakta bahwa ia tidak tersedia dalam bentuk unsur murni dalam jumlah yang signifikan di alam. Boron umumnya diekstraksi dari senyawa alam yang mengandung boron, seperti boraks. Ini memerlukan proses yang kompleks dan biaya yang signifikan.
Selain itu, sumber-sumber boron di seluruh dunia terbatas. Hal ini dapat menyebabkan fluktuasi harga dan risiko pasokan boron di pasar global. Oleh karena itu, upaya untuk mendiversifikasi sumber daya boron dan meningkatkan efisiensi produksi sangat penting. (maglearning.id)