Boron trifluorida

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Lompat ke: navigasi, cari
Boron trifluorida
Gambar
Gambar
Identifikasi
Nomor CAS 7637-07-2
PubChem 6356
Nomor EINECS 231-569-5
ChEBI 33093
ChemSpider 6116
Nomor RTECS ED2275000
SMILES FB(F)F
Sifat
Rumus molekul BF3
Massa molar 67.82 g/mol (anhidrat)
103.837 g/mol (dihidrat)
Penampilan gas tak berwarna (anhidrat)
cairan tak berwarna (dihidrat)
Densitas 0.00276 g/cm3 (gas anhidrat)
1.64 g/cm3 (dihidrat)
Titik lebur
Titik didih
Kelarutan dalam air dekomposisi eksotermik [1] (anhidrat)
sangat larut (dihidrat)
Kelarutan larut dalam benzena, toluena, heksana, kloroform dan metilen klorida
Tekanan uap >50 atm (20 °C)[2]
Momen dipol 0 D
Termokimia
Entalpi pembentukan standarfHo) -1137 kJ/mol
Entropi molar standar (So) 254.3 J/mol K
Kapasitas kalor (C) 50.46 J/mol K
Energi bebas GibbsfG) -1120 kJ/mol
Bahaya
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
1
 
Titik nyala Tidak mudah terbakar
Batas imbas kesehatan Amerika Serikat (NIOSH):
LC50 1227 ppm (tikus, 2 jam)
39 ppm (guinea pig, 4 jam)
418 ppm (tikus, 4 jam)[3]
Senyawa terkait
Anion lain
Boron triklorida
Boron tribromida
Boron triiodida
Kation lainnya Aluminium fluorida
Galium(III) fluorida
Indium(III) fluorida
Talium(III) fluorida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku
pada temperatur dan tekanan standar (25 °C, 100 kPa)

Sangkalan dan referensi

Boron trifluorida adalah senyawa anorganik dengan rumus kimia BF3. Gas toksik tak berwarna yang berbau menyengat ini membentuk asap putih dalam kelembaban udara. Senyawa ini merupakan asam Lewis yang sangat berguna dan blok pembangun yang penting bagi senyawa boron lainnya.

Penemuan[sunting | sunting sumber]

Boron trifluorida ditemukan pada tahun 1808 oleh Joseph Louis Gay-Lussac dan Louis Jacques Thénard, yang mencoba untuk mengisolasi "asam fluorat" (yaitu, asam hidrofluorat) dengan menggabungkan kalsium fluorida dengan vitrifikasi asam borat. Uap yang dihasilkan gagal mengikis kaca, sehingga mereka menamakannya gas fluoborat.[5][6]

Struktur dan ikatan[sunting | sunting sumber]

Geometri molekul BF3 adalah trigonal planar. Simetri D3h yang dimilikinya sesuai dnegan prediksi dari teori VSEPR. Molekul ini tidak memiliki momen dipol berdasarkan simetri tinggi. Molekulnya isoelektronik dengan anion karbonat, CO32−.

BF3 umumnya dirujuk sebagai "kekurangan elektron," suatu deskripsi yang diperkuat oleh reaktivitas eksotermiknya terhadap basa Lewis.

Dalam boron trihalida, BX3, panjang ikatan B-X (1.30 Å) lebih pendek dari yang diharapkan untuk ikatan tunggal,[7] dan pendeknya ikatan ini mungkin mengindikasikan kuatnya ikatan-π B-X dalam fluorida. Penjelasan yang halus memanggil simetris - memungkinkan tumpang tindih orbital p pada atom boron dengan kombinasi fase di antara tiga orbital p yang sama berorientasi pada atom fluorin.[7] Yang lain menunjukkan sifat ionik ikatan pada BF3.[8]

Diagram ikatan pi Boron trifluorida

Sintesis dan penanganan[sunting | sunting sumber]

BF3 diproduksi oleh reaksi boron oksida dengan hidrogen fluorida:

B2O3 + 6 HF → 2 BF3 + 3 H2O

Biasanya HF diproduksi in situ dari asam sulfat dan fluorit. (CaF2).[9] Kira-kira 2300-4500 ton boron trifluorida diproduksi setiap tahunnnya.[10]

Pada skala laboratorium, BF3 diproduksi melalui dekomposisi termal dari garam diazonium:[11]

PhN2BF4PhF + BF3 + N2

Sebagai alternatif, bahan kimia dapat disintesis dari natrium tetrafluoroborat, boron trioksida, dan asam sulfat:[12]

6 NaBF4 + B2O3 + 6 H2SO4 → 8 BF3 + 6 NaHSO4 + 3 H2O

Boron trifluorida anhidrat memiliki titik didih sebesar −100.3 C dan suhu kritis sebesar −12.3 C, sehingga bisa disimpan sebagai cairan berpendingin hanya di antara suhu tersebut. Kapal penyimpan atau pengangkut harus dirancang untuk menahan tekanan internal, karena kegagalan sistem pendingin dapat menyebabkan tekanan naik menuju tekanan kritis sebesar 49.85 bar (4.985 MPa).[13]

Boron trifluorida bersifat korosif. Logam yang sesuai untuk penanganan peralatan boron trifluorida meliputi baja tahan karat, monel, dan hastelloy. Dengan adanya kelembaban, senyawa ini menimbulkan korosi pada baja, termasuk baja tahan karat. Senyawa ini bereaksi dengan poliamida. Politetrafluoroetilena, poliklorotrifluoroetilena, polivinilidena fluorida, dan polipropilena menunjukkan ketahanan yang memuaskan. Gemuk yang digunakan pada peralatan harus berbasis fluorokarbon, karena boron trifluorida bereaksi dengan yang berbasis hidrokarbon.[14]

Reaksi[sunting | sunting sumber]

Tidak seperti aluminium dan galium trihalida, boron trihalida seluruhnya berupa monomerik. Mereka mengalami reaksi pertukaran halida yang cepat:

BF3 + BCl3 → BF2Cl + BCl2F

Karena fasilitas proses pertukaran ini, campuran halida tidak dapat diperoleh dalam bentuk murni.

Boron trifluorida adalah asam Lewis serbaguna yang membentuk aduk (adduct) dengan basa Lewis seperti fluorida dan eter:

CsF + BF3 → CsBF4
O(C2H5)2 + BF3 → BF3O(C2H5)2

Garam tetrafluoroborat umumnya digunakan sebagai anion non-koordinasi. Aduknya dengan dietil eter, boron trifluorida dietil eterat atau hanya boron trifluorida eterat (BF3 · O(Et)2) adalah cairan yang mudah ditangani dan akibatnya banyak ditemui sebagai sumber laboratorium bagi BF3. Hal ini stabil sebagai larutan eter, namun tidak secara stoikiometri. Aduk umum lainnya adalah adisi dengan dimetil sulfida. (BF3 · S(Me)2), yang dapat ditangani sebagai cairan yang rapi.

Kegunaan[sunting | sunting sumber]

Kimia organik[sunting | sunting sumber]

Boron trifluorida paling penting digunakan sebagai pereaksi dalam sintesis organik, biasanya sebagai asam Lewis.[10][15] Contohnya meliputi:

Kegunaan lain[sunting | sunting sumber]

Penggunaan lain yang kurang umum untuk boron trifluorida meliputi:

Catatan[sunting | sunting sumber]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=4911&page=266
  2. ^ a b "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0062". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  3. ^ "Boron trifluoride". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  4. ^ http://www.newenv.com/resources/nfpa_chemicals
  5. ^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). "Sur l'acide fluorique". Annales de Chimie. 69: 204–220. 
  6. ^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). "Des propriétés de l'acide fluorique et sur-tout de son action sur le métal de la potasse". Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d’Arcueil. 2: 317–331. 
  7. ^ a b Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2nd), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  8. ^ Gillespie, Ronald J. (1998). "Covalent and Ionic Molecules: Why Are BeF2 and AlF3 High Melting Point Solids whereas BF3 and SiF4 Are Gases?". Journal of Chemical Education. 75 (7): 923. doi:10.1021/ed075p923. 
  9. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. 
  10. ^ a b Brotherton, R. J.; Weber, C. J.; Guibert, C. R.; Little, J. L. (2005), "Boron Compounds", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a04_309 
  11. ^ Flood, D. T. (1933). "Fluorobenzene". Org. Synth. 13: 46; Coll. Vol. 2: 295. 
  12. ^ a b Brauer, Georg (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 1 (edisi ke-2nd). Newyork: Academic Press. hlm. 220 & 773. ISBN 978-0121266011. 
  13. ^ Yaws, C. L., ed. (1999). Chemical Properties Handbook. McGraw-Hill. hlm. 25. 
  14. ^ "Boron trifluoride". Gas Encyclopedia. Air Liquide. 
  15. ^ Heaney, H. (2001). "Boron Trifluoride". Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. doi:10.1002/047084289X.rb250. ISBN 0-471-93623-5. 
  16. ^ Mani, Rama I.; Erbert, Larry H.; Manise, Daniel (1991). "Boron Trifluoride in the Synthesis of Plant Phenolics: Synthesis of Phenolic Ketones and Phenyl Stryl Ketones" (PDF). Journal of Tennessee Academy of Science. 66 (1): 1–8. Diakses tanggal 27 October 2016. 
  17. ^ Sowa, F. J.; Hennion, G. F.; Nieuwland, J. A. (1935). "Organic Reactions with Boron Fluoride. IX. The Alkylation of Phenol with Alcohols". Journal of the American Chemical Society. 57 (4): 709–711. doi:10.1021/ja01307a034. 
  18. ^ "Boron Trifluoride (BF3) Applications". Honeywell. 

Pranala luar[sunting | sunting sumber]