Diborana
Diborana adalah senyawa kimia yang terdiri dari boron dan hidrogen dengan rumus kimia B2H6. Senyawa ini merupakan gas tak berwarna, sangat tak stabil dan piroforik pada suhu kamar dengan bau manis yang repulsif. Diborana sangat tercampur baik dalam udara, dengan mudah membentuk campuran yang mudah meledak. Diborana akan menyala secara spontan di udara lembap pada suhu kamar. Sinonim senyawa ini meliputi boroetana, boron hidrida, dan diboron heksahidrida.
| |
| |
| Nama | |
|---|---|
| Nama IUPAC
Diborana(6)
| |
| Nama lain
Boroetana
Boron hidrida Diboron heksahidrida | |
| Penanda | |
Model 3D (JSmol)
|
|
| 3DMet | {{{3DMet}}} |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| Nomor EC | |
| Nomor RTECS | {{{value}}} |
CompTox Dashboard (EPA)
|
|
| |
| |
| Sifat | |
| B2H6 | |
| Massa molar | 27,67 g·mol−1 |
| Penampilan | Gas tak berwarna |
| Bau | repulsif dan manis |
| Densitas | 1.216 g/L |
| Titik lebur | −16.485 °C (−29.641 °F; −16.212 K) |
| Titik didih | −925 °C (−1.633 °F; −652 K) |
| Bereaksi[1] | |
| Tekanan uap | 39.5 atm (16.6 °C)[1] |
| Struktur | |
| Tetrahedral (untuk boron) | |
| lihat teks | |
| 0 D | |
| Bahaya | |
| Bahaya utama | sangat mudah terbakar, bereaksi dengan air |
| 38 °C (100 °F; 311 K) | |
| Ambang ledakan | 0.8%-88%[1] |
| Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC): | |
LC50 (konsentrasi median)
|
40 ppm (tikus, 4 jam) 29 ppm (tikus, 4 jam) 40-80 ppm (tikus, 4 jam) 159-181 ppm (tikus, 15 menit)[2] |
LCLo (terendah tercatat)
|
125 ppm (anjing, 2 jam) 50 ppm (hamster, 8 jam)[2] |
| Batas imbas kesehatan AS (NIOSH): | |
PEL (yang diperbolehkan)
|
TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)[1] |
REL (yang direkomendasikan)
|
TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)[1] |
IDLH (langsung berbahaya)
|
15 ppm[1] |
| Senyawa terkait | |
Related senyawa boron
|
Dekaborana BF3 |
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
 verifikasi (apa ini   ?)
| |
| Referensi | |
Diborana adalah senyawa boron kunci dengan berbagai aplikasi. Senyawa ini diklasifikasikan sebagai "endotermik", yang berarti bahwa panas pembentukannya, ΔH°f bernilai positif (36 kJ/mol). Meskipun ketidakstabilan termodinamikanya yang tinggi, diborana secara mengejutkan tidak bereaksi terhadap alasan kinetika, dan diketahui berperan dalam berbagai transformasi kimiawi, banyak di antaranya terkait dengan hilangnya dihidrogen.
Produksi dan sintesis sunting
Studi ekstensif diborana telah menyebabkan perkembangan dari beberapa sintesis. Kebanyakan persiapan memerlukan reaksi dari donor hidrida dengan halida boron atau alkoksida. Sintesis industri diborana melibatkan reduksi BF3 oleh natrium hidrida, litium hidrida atau litium aluminium hidrida:[4]
- 8 BF3 + 6 LiH → B2H6 + 6 LiBF4
Dua metode laboratorium dimulai dari boron triklorida dengan litium aluminium hidrida atau dari larutan boron trifluorida eter dengan natrium borohidrida. Kedua metode menghasilkan rendemen sebesar 30%:
- 4 BCl3 + 3 LiAlH4 → 2 B2H6 + 3 LiAlCl4
- 4 BF3 + 3 NaBH4 → 2 B2H6 + 3 NaBF4
Metode yang lebih tua memerlukan reaksi langsung dari garam borohidrida dengan asam non-oksidasi, seperti asam fosfat atau asam sulfat encer.
- 2 BH4− + 2 H+ → 2 H2 + B2H6
Demikian pula, oksidasi garam borohidrida telah ditunjukkan dan tetap sesuai untuk persiapan skala kecil. Misalnya, menggunakan iodin sebagai pengoksidasi:
- 2 NaBH4 + I2 → 2 NaI + B2H6 + H2
Sintesis skala kecil lainnya menggunakan kalium hidroborat dan asam fosfat sebagai bahan awal.[5]
Reaksi sunting
Diborana adalah pereaksi yang sangat reaktif serbaguna yang memiliki sejumlah besar aplikasi.[6] Pola reaksi yang mendominasi melibatkan pembentukan adisi dengan basa Lewis. Seringkali adduct awal tersebut berjalan cepat untuk menghasilkan produk lain. Hal ini bereaksi dengan amonia untuk membentuk diamoniat diborana, DADB, dengan jumlah amonia borana yang lebih rendah tergantung pada kondisi yang digunakan. Diborana juga bereaksi dengan mudah pada alkuna untuk membentuk produk alkena tersubstitusi yang akan segera mengalami reaksi adisi.
Sebagai zat piroforik, diborana bereaksi secara eksotermik dengan oksigen untuk membentuk boron trioksida dan air, sehingga dianggap sebagai propelan roket[7][8][9] tetapi tidak digunakan karena terlalu mahal dan penanganan yang berbahaya:
Diborana juga bereaksi keras dengan air untuk membentuk hidrogen dan asam borat:
- B2H6 + 6 H2O → 2 B(OH)3 + 6 H2 (ΔHr = –466 kJ/mol = –16.82 kJ/g)
Diborana juga bereaksi dengan metanol untuk memberi hidrogen dan ester trimetoksiborat:[10]
- B2H6 + 6 MeOH → 2 B(OMe)3 + 6 H2
Perlakuan diborana dengan amalgam natrium menghasilkan NaBH4 dan Na[B3H8][10] Ketika diborana diberi perlakuan dengan litium hidrida dalam dietil eter, litium borohidrida terbentuk:[10]
- B2H6 + 2 LiH → 2 LiBH4
Diborana bereaksi dengan gas hidrogen klorida anhidrat atau hidrogen bromida untuk menghasilkan halohidrida boron:[10]
- B2H6 + HX → B2H5X + H2 (X = Cl, Br)
Mereaksikan diborana dengan karbon monoksida pada suhu 470K dan 20bar menghasilkan H3BCO.[10]
Kegunaan sunting
Pereaksi dalam sintesis organik sunting
Diborana dan variannya merupakan pereaksi utama dalam sintesis organik untuk hidroborasi, di mana alkena diadisi pada ikatan B-H untuk menghasilkan trialkilborana. Diborana juga digunakan sebagai agen pereduksi secara kasar sebanding dengan reaktivitas litium aluminium hidrida. Senyawa ini mudah mereduksi asam karboksilat menjadi alkohol terkait, sementara keton bereaksi lambat.
Propelan roket sunting
Diborana telah disarankan sebagai propelan roket dan dibakar secara eksperimental[11] namun tidak digunakan dalam bagian roket apapun, seperti karet vulkaniser, sebagai katalis untuk polimerisasi hidrokarbon, sebagai akselerator kecepatan pembakaran, dan sebagai agen doping untuk produksi semikonduktor. Senyawa ini juga merupakan zat antara dalam produksi boron murni untuk memproduksi semikonduktor. Hal ini juga digunakan untuk melapisi dinding tokamak untuk mengurangi jumlah kotoran logam berat di plasma inti.
Keamanan sunting
Efek toksik dari diborana terutama disebabkan oleh sifat iritannya. Paparan jangka pendek terhadap diborana bisa menimbulkan sensasi sesak dada, sesak napas, batuk, dan desah. Tanda dan gejala ini bisa terjadi segera atau tertunda hingga 24 jam. Iritasi kulit dan mata juga bisa terjadi. Studi pada hewan telah menunjukkan bahwa diborana menyebabkan jenis efek yang sama diamati pada manusia.
Orang yang terpapar dalam waktu lama terhadap jumlah diborana yang rendah mengalami iritasi pernapasan, kejang, kelelahan, kantuk, kebingungan, dan tremor transien sesekali.
Referensi sunting
- ^ a b c d e f "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0183". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ^ a b "Diborane". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ^ "International Chemical Safety Cards - Diborane". CDC/NIOSH ICSC Database. NIOSH Education and Information Division. Diakses tanggal 14 August 2015.
- ^ Brauer, Georg (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry Vol. 1, 2nd Ed. Newyork: Academic Press. hlm. 773. ISBN 978-0121266011.
- ^ Norman, A. D.; Jolly, W. L.; Saturnino, D.; Shore, S. G. (1968). "Diborane". Inorganic Syntheses. 11: 15–19. doi:10.1002/9780470132425.ch4.
- ^ Mikhailov, B. M. (1962). "The Chemistry of Diborane". Russian Chemical Reviews. 31 (4): 207–224. doi:10.1070/RC1962v031n04ABEH001281.
- ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930086375.pdf
- ^ "Salinan arsip" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2020-12-04. Diakses tanggal 2017-07-05.
- ^ https://history.nasa.gov/SP-4404/ch5-1.htm
- ^ a b c d e Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). "Chapter 13: The Group 13 Elements". Inorganic Chemistry (edisi ke-3rd). Pearson. hlm. 336. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ Bilstein, Roger. "Stages to Saturn". chapter 5: NASA Public Affairs Office. hlm. 133. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-12-25. Diakses tanggal 14 November 2015.
Bacaan lebih lanjut sunting
- H. C. Brown (1975). Organic Synthesis via Boranes. New York: John Wiley. ISBN 0-471-11280-1.