ASAM BORAT: STRUKTUR KIMIA, SIFAT, PERSIAPAN, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The asam borat merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia H ₃ BO ₃ . Ini terdiri dari padatan putih atau tidak berwarna. Ini adalah asam lemah yang dalam larutan air menghasilkan, tergantung pada konsentrasinya, pH antara 3,8 dan 4,8. Ini sulit larut dalam air dingin dan cukup larut dalam air panas.

Asam borat ditemukan pada tahun 1702 oleh Wilhelm Homberg (1652-1713), yang mengolah boraks dengan asam sulfat, memperoleh larutan dengan tindakan obat yang menerima nama air penenang Homberg.

Sampel padat asam borat pada kaca arloji. Sumber: Walkerma via Wikipedia.

Namun, juga dicatat bahwa Homberg menyiapkan asam borat dengan menambahkan air ke boraks dan memanaskan larutan sampai penguapan, sehingga meninggalkan kristal asam borat di sedimen.

Asam ini adalah senyawa yang sangat berguna yang memiliki banyak aplikasi dalam industri dan kedokteran, juga digunakan sebagai insektisida, pengawet kayu, penghambat api dan merupakan penyusun larutan penyangga pH.

Struktur kimia

Molekul asam borat diwakili oleh model bola dan batang. Sumber: Benjah-bmm27

Pada gambar atas kita memiliki molekul sebenarnya dari H ₃ BO ₃ . Perhatikan bahwa atom hidrogen, yang diwakili oleh bola putih, tidak terikat pada atom boron pusat, seperti yang mungkin disarankan oleh rumus kimianya; melainkan, ke atom oksigen, diwakili oleh bola merah.

Jadi, rumus yang lebih cocok, meskipun lebih jarang digunakan, untuk asam borat adalah B (OH) ₃ , menunjukkan bahwa keasamannya disebabkan oleh ion H ^{+ yang} dilepaskan dari gugus OH-nya. Molekul B (OH) ₃ memiliki geometri bidang trigonal, dengan atom boronnya memiliki hibridisasi kimia sp ² .

B (OH) ₃ adalah molekul yang sangat kovalen, karena perbedaan keelektronegatifan antara atom boron dan oksigen tidak terlalu besar; jadi ikatan BO pada dasarnya bersifat kovalen. Perhatikan juga bahwa struktur molekul ini mirip dengan spinner. Apakah ia dapat berputar pada porosnya sendiri dengan cara yang sama?

Kristal

Sel satuan untuk kristal H3BO3. Sumber: Benjah-bmm27

Gambar atas menunjukkan sel satuan yang sesuai dengan struktur kristal triklinik untuk asam borat yang, dalam kondisi sintetis tertentu, dapat mengadopsi struktur heksagonal kompak. Perhatikan bahwa ada empat molekul per sel unit, dan tersusun dalam dua lapisan, A dan B, bergantian (tidak ditumpangkan satu di atas yang lain).

Karena simetri dan orientasi ikatan B-OH, dapat diasumsikan bahwa B (OH) ₃ adalah apolar; Namun, keberadaan ikatan hidrogen antarmolekul mengubah ceritanya. Setiap molekul B (OH) ₃ memberikan atau menerima tiga jembatan ini, dengan total enam interaksi dipol-dipol, seperti yang diamati pada gambar di bawah ini:

Lapisan kristal H3BO3 diamati dari sumbu yang lebih tinggi. Sumber: Benjah-bmm27

Perhatikan bahwa ikatan hidrogen ini adalah interaksi terarah yang mengatur kristal asam borat, dan membentuk pola aspek ornamen; cincin bagian dalam mungkin dengan ruang yang cukup untuk menutupi beberapa kotoran yang tidak ada dalam cacat kristal.

Ikatan hidrogen ini, meskipun bermassa molekul rendah dari B (OH) ₃ , menjaga kristalnya cukup kohesif sehingga membutuhkan suhu 171 ºC untuk melebur. Tidak diketahui apa efek tekanan tinggi (dalam urutan GPa) yang akan terjadi pada lapisan molekul B (OH) ₃ .

Properti

Nama

IUPAC: asam borat dan boron trihydrooxide. Nama lain: asam ortoborat, asam borasik, sassolite, borofax, dan trihydroxyborane.

Masa molar

61,83 g / mol

Penampilan fisik

Jelas, tidak berwarna, padatan putih kristal. Ini juga tersedia sebagai butiran atau bubuk putih. Agak lembut saat disentuh.

Bau

Toilet

Rasa

Sedikit pahit

Titik lebur

170,9 ºC

Titik didih

300 ºC

Kelarutan air

Cukup larut dalam air dingin dan larut dalam air panas:

2,52 g / 100 mL (0 ºC)

27,50 g / 100 mL (100 ºC)

Asam borat sebagian larut dalam air dan cenderung tenggelam di dalamnya. Kelarutan tersebut cenderung meningkat dengan adanya asam, seperti hidroklorida, sitrat dan tartarat.

Kelarutan dalam pelarut lain

-Glycerol: 17,5% pada 25 ºC

-Ethylene glycol: 18,5% pada 25 ºC

-Acetone: 0,6% pada 25 ºC

-Ethyl acetate: 1,5% pada 25 ºC

-Metanol: 172 g / L pada 25 ºC

-Ethanol: 94,4 g / L pada 25 ºC

Koefisien partisi oktanol / air

Log P = -0,29

Keasaman (pKa)

9.24. 12.4. 13.3. Ini adalah tiga konstanta disosiasi masing-masing untuk melepaskan H ⁺ dalam air.

pH

3,8 - 4,8 (3,3% dalam larutan air)

5.1 (0,1 molar)

Tekanan uap

1,6 10 ^-6 mmHg

Stabilitas

Stabil di dalam air

Penguraian

Ini terurai saat dipanaskan di atas 100ºC, membentuk anhidrida borat dan air.

Reaktivitas

Asam borat membentuk garam terlarut dengan kation monovalen, misalnya: Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O, dan garam tak larut dengan kation divalen, CaB ₄ O ₇ .6H ₂ O.

Dalam larutan air menghasilkan larutan asam, berpikir bahwa properti ini disebabkan oleh pengurangan OH ^- kelompok dari air. Asam borat diklasifikasikan sebagai asam lemah tipe Lewis.

Asam borat bereaksi dengan gliserol dan manitol, meningkatkan keasaman media berair. PKa diubah dari 9.2 menjadi 5, karena pembentukan boron-manitol chelate ^- , yang melepaskan H ⁺ .

Persiapan

Asam borat ditemukan dalam keadaan bebas dalam emisi vulkanik di daerah seperti Tuscany di Italia, Kepulauan Lipari dan di negara bagian Nevada, AS. Itu juga ditemukan dalam mineral seperti boraks, boracite, ulexite, dan colemanite.

Asam borat terutama dibuat oleh reaksi mineral boraks (natrium tetraborat dekahidrat) dengan asam mineral, seperti asam klorida, asam sulfat, dll.

Na ₂ B ₄ O ₉ 10H ₂ O + HCl => 4 H ₃ BO ₃ + 2 NaCl + 5 H ₂ O

Ini juga dibuat dengan hidrolisis boron trihalida dan diboran.

Asam borat dibuat dari colemanite (Ca ₂ B ₆ O ₁₁ · 6 H ₂ O). Prosedurnya terdiri dari memperlakukan mineral dengan asam sulfat untuk melarutkan senyawa boron.

Kemudian, larutan yang mengandung asam borat dipisahkan dari fragmen yang tidak larut. Solusinya diolah dengan hidrogen sulfida untuk mengendapkan arsen dan pengotor besi. Supernatan didinginkan untuk menghasilkan endapan asam borat dan memisahkannya dari suspensi.

Aplikasi

Di industri

Asam borat digunakan dalam pembuatan fiberglass. Dengan membantu menurunkan titik leleh, ini meningkatkan kekuatan dan efisiensi serat kaca tekstil - bahan yang digunakan untuk memperkuat plastik yang digunakan di kapal, perpipaan industri, dan papan sirkuit komputer.

Asam borat berpartisipasi dalam pembuatan kaca borosilikat, yang memungkinkan diperolehnya kaca yang tahan terhadap perubahan suhu, dapat digunakan di dapur rumah, di peralatan gelas di laboratorium, tabung fluoresen, serat optik , Layar LCD, dll.

Ini digunakan dalam industri metalurgi untuk mengeras dan merawat paduan baja, serta untuk mempromosikan pelapisan logam material.

Ini digunakan sebagai komponen kimia dalam rekahan hidrolik (fracking): metode yang digunakan dalam ekstraksi minyak dan gas. Asam borat bertindak sebagai penghambat api pada bahan selulosa, plastik dan tekstil yang diresapi dengan asam borat untuk meningkatkan ketahanannya terhadap api.

Dalam pengobatan

Asam borat digunakan diencerkan dalam pencuci mata. Kapsul gelatin asam borat digunakan untuk mengobati infeksi jamur, terutama Candida albicans. Ini juga telah digunakan dalam pengobatan jerawat.

Asam borat ditaburkan di kaus kaki untuk mencegah infeksi kaki, seperti kutu air. Demikian juga, larutan yang mengandung asam borat digunakan dalam pengobatan otitis eksterna pada manusia, serta pada hewan.

Asam borat ditambahkan ke botol yang digunakan untuk pengumpulan urin, yang mencegah kontaminasi bakteri sebelum diperiksa di laboratorium diagnostik.

Insektisida

Asam borat digunakan untuk mengontrol perkembangbiakan serangga, seperti kecoa, rayap, semut, dll. Itu tidak langsung membunuh kecoak, karena pertama kali mempengaruhi sistem pencernaan dan saraf mereka, serta menghancurkan kerangka luar mereka.

Asam borat bekerja lambat, memungkinkan serangga yang menelannya bersentuhan dengan serangga lain, sehingga menyebarkan keracunan.

Kelestarian

Asam borat digunakan untuk mencegah serangan kayu oleh jamur dan serangga, digunakan untuk tujuan ini bersama dengan etilen glikol. Perawatan ini juga efektif dalam mengendalikan lanau dan alga.

Penyangga PH

Asam borat dan basa konjugatnya membentuk sistem penyangga pKa = 9.24, yang menunjukkan bahwa penyangga ini paling efektif pada pH basa, yang tidak biasa pada makhluk hidup. Namun, buffer borat digunakan dalam pengaturan pH di kolam renang.

Reaktor nuklir

Asam borat memiliki kemampuan untuk menangkap neutron termal, yang mengurangi kemungkinan fisi nuklir yang tidak terkontrol yang dapat menyebabkan kecelakaan nuklir.

pertanian

Boron adalah elemen penting untuk pertumbuhan tanaman, yang menyebabkan penggunaan asam borat untuk kontribusi elemen tersebut. Namun, terlalu banyak asam borat dapat merusak tanaman, terutama buah jeruk.

Kontraindikasi

Penggunaan asam borat pada kulit yang gundul, luka atau produk luka bakar yang memungkinkan penyerapannya harus dihindari. Ini adalah senyawa beracun di dalam tubuh dan dalam beberapa kasus, dapat menyebabkan pingsan, kejang, kejang, wajah tics, dan tekanan darah rendah.

Berkonsultasi dengan dokter mengenai penggunaan kapsul asam borat vagina pada wanita hamil, karena terbukti dapat menyebabkan deformasi janin dan penurunan berat badan anak saat lahir.

Penempatan asam borat, yang digunakan sebagai insektisida, di tempat-tempat yang terjangkau oleh anak-anak juga harus dihindari, karena anak-anak memiliki kerentanan yang lebih besar terhadap aksi toksik asam borat, dengan menetapkan dosis fatal di dalamnya pada 2.000 hingga 3.000 mg. .

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Asam borat. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Asam borat. Database PubChem. CID = 7628. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Editor Encyclopaedia Britannica. (28 Maret 2019). Asam borat. Encyclopædia Britannica. Diperoleh dari: britannica.com
5. Operator Bergetar. (9 November 2018). Penggunaan Tersembunyi Asam Borat Dalam Kehidupan Sehari-hari Anda. Dipulihkan dari: carriervibrating.com
6. Pusat Informasi Pestisida Nasional. (sf). Asam borat. Dipulihkan dari: npic.orst.edu
7. Drafting. (30 November 2017). Asam borat: sifat dan kegunaan senyawa kimia ini. Diperoleh dari: acidos.info
8. Natrium klorida. (2019). Asam borat. Diperoleh dari: chlorurosodio.com
9. Masyarakat Farmasi Rumah Sakit Spanyol. (sf). Asam borat. . Diperoleh dari: workgroups.sefh.es