Karakteristik Unsur Boron dan Senyawanya

Dengan Judul "Karakteristik Unsur Boron dan Senyawanya"

Tujuan 

1. Mengetahui warna nyala api yang terjadi saat uji nyala senyawa boraks pada sampel nugget, kulit lumpia dan otak-otak

2. Mengetahui hasil dari uji rekativitas senyawa boraks pada sampel nugget, kulit lumpia dan otak-otak.

Tinjauan Teoritis :
Boron merupakan salah satu unsur yang termasuk golongan IIIA dengan nomor atom lima. Dengan lambang B, 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. Ada dua alotrop boron; boron amorfus adalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknya keras (9,3 dalam skala Moh) dan konduktor yang buruk dalam suhu kamar. Tidak pernah ditemukan bebas dalam alam (Alam, 2021)

Golongan Boron terdiri atas unsur-unsur Boron -5B, Aluminium -13Al, Galium -31Ga, Indium -49In, dan Talium -81Tl. Dalam golongan ini, boron merupakan unsur yang unik dan menarik yaitu satu-satunya non-logam dalam golongan III A pada tabel periodik unsur dan menunjukkan kemiripan sifat dengan unsur-unsur tetangga, carbon (C) dan silikon (Si). Kemiripan sifat ini adalah dalam hal pembentukan senyawa kovalen dan senyawa rantai, namun berbeda dalam hal pembentukan senyawa kekurangan electrn. Boron tidak pernah dijumpai sebagai senyawa kationik karena tingginya entalpi ionisasi, tetapi membentuk senyawa kovalen dengan pembentukan orbital hidrida sp2 untuk menghasilkan struktur segitiga sama sisi (Cece, 2023)

Unsur golongan III A yaitu Boron, Aluminium, Galium, Indium dan Talium. Yang mana unsur yang segolongan mempunyai sifat yaitu makin ke bawah letak suatu unsur dalam sistem periodik maka, nomor atom dan jari-jari atomnya makin besar sedangkan keelektronegatifan dan energi ionisasinya makin kecil dan sebaliknya (Irye, 2021)

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 dengan cara memanaskan boron trioksida dengan bubuk magnesium. Boron dengan kemurnian 99.9999% telah diproduksi dan tersedia secara komersil.

Ciri-ciri optik unsur ini termasuklah penghantaran cahaya inframerah. Pada suhu piawai boron adalah pengalir elektrik yang kurang baik, tetapi merupakan pengalir yang baik pada suhu yang tinggi. Boron merupakan unsur yang kurang elektron 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 mendapatkan elektron (Kenyawes, 2023)

Boron merupakan unsur yang jarang terdapat dalam kerak bumi tetapi banyak dijumpai sebagai deposit dalam senyawa garamnya, borat yaitu boraks-atau sodium tetraborat- Na2B4O7. 10 H2O, kernit- Na2B4O7. 4 H2O dan kolemanit- Ca2B6O11. 5 H2O. Bijih yang utama adalah borat, Borax- NA2B4O7 . 10 H2O terdapat dalam kandungan besar di gurun pasir Mojave, California dan merupakan sumber utama Boron (John, 2022)

Boron adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang B dan nomor atom 5. Elemen metaloid trivalen, boron banyak terdapat di batu borax. Ada dua alotrop boron; boron amorfus adalah serbuk coklat, tetapi boron metalik berwarna hitam. Bentuk metaliknya keras (9,3 dalam skala Moh) dan konduktor yang buruk dalam suhu ruang. Tidak pernah ditemukan bebas dalam alam (Enmia, 2023)

Boron ditemukan dalam senyawaan seperti silika, silikat, dan borat. Senyawaan boron yang utama dan tidak melimpah adalah asam borat (H3BO3) dan natrium borat terhidrasi atau boraks (Na2B4O7.10 H2O). 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 (Lorenza, 2021)

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 (Tumangge, 2023)

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 dengan cara memanaskan boron trioksida dengan bubuk magnesium (Satya, 2022)

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. 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)

Alat dan Bahan

• Alat : 

Cawan penguapan (1 buah)

Batang pengaduk (1 buah)

Pembakar bunsen (1 buah)

Sudip (1 buah)

Penjepit tabung (2 buah)

Gelas ukur 10 mL (1 buah)

Pipet tetes (1 buah)

• Bahan :

Boraks 

Etanol

Asam Sulfat

Kobalt (II) Sulfat

Nugget

Kulit Lumpia

Otak-otak

Prosedur Kerja 

1. Uji Nyala Senyawa Boraks

Dicampurkan 0,3 gram boraks dengan 3 mL H2SO4 dan 7 mL etanol ke dalam cawan penguapan. Aduk campuran tersebut sampai merata kemudian dipanaskan campuran tersebut dalam lemari asam atau tempat yang agak gelap, diamati warna nyala api yang terjadi Diulangi cara diatas dengan menggunakan 0,3 gram  sampel nugget, kulit lumpia dan otak-otak

Hipotesis :

Apabila sampel yang diuji dengan uji nyala boraks yang positif mengandung boraks akan menghasilkan warna nyala api hijau pada campuran 3 mL H2SO4 + 7 mL etanol

2. Uji Reaktivitas Senyawa Boraks

Dimasukkan 0,5 gram senyawa boraks ke dalam cawan penguapan dan di panaskan hingga meleleh dan terlihat bening seperti gelas

Ditambahkan 0,2 gram CoSO46H2O sesegera mungkin dan panaskan kembali, diamati perubahan yang terjadi

Diulangi prosedur diatas dengan menggunakan 0,5 gram sampel nugget, kulit lumpia dan otak-otak

Hipotesis :

Apabila sampel yang diuji dengan uji reaktivitas senyawa boraks posotif mengandung boraks akan menghasilkan perubahan warna menjadi warna biru jika yang terbentuk senyawa kompleks tetrahedral dan berwarna pink juka yang terbentuk senyawa kompleks octahedral

Hasil Pengamatan :

1. Pada Uji Nyala Senyawa Boraks

0,3 gram senyawa boraks + 3 mL H2SO4 + 7 mL etanol menghasilkan nyala api berwarna hijau yang menandakan adanya boraks

0,3 gram sampel nugget + 3 mL H2SO4 + 7 mL etanol menghasilkan nyala api berwarna hijau yang menandakan bahwa nugget negatif mengandung boraks

0,3 gram sampel kulit lumpia + 3 mL H2SO4 + 7 mL etanol menghasilkan nyala api berwarna biru yang menandakan bahwa kulit lumpia negatif mengandung boraks 

0,3 gram sampel otak-otak + 3mL H2SO4 + 7 mL etanol menghasilkan nyala api berwarna biru yang menandakan bahwa otak-otak negatif mengandung boraks

2. Pada Uji Reaktivitas Senyawa Boraks

0,5 gram boraks + 0,2 gram CoSO4.6H2O menghasilkan warna pink yang menandakan positif boraks

0,5 gram sampel nugget + 0,2 gram CoSO4.6H2O mengjasilkan warna ungu yang menandakan bahwa nugget negatif mengandung boraks

0,5 gram sampel kulit lumpia + 0,2 gram CoSO4.6H2O mengjasilkan warna ungu yang menandakan bahwa kulit lumpia negatif mengandung boraks

0,5 gram sampel otak-otak + 0,2 gram CoSO46H2O menghasilkan warna biru yang menandakan bahwa nugget negatif mengandung boraks

Pembahasan :

Secara Teori, Boraks merupakan garam natrium yang banyak digunakan di berbagai industri non pangan, khususnya industri kertas, gelas, pengawet kayu, dan keramik. Ia tidak berwarna dan gampang larut dalam air. Gelas pyrex yang terkenal kuat bisa memiliki performa seperti itu karena dibuat dengan campuran boraks. Kemungkinan besar daya pengawet boraks disebabkan oleh senyawa aktif asam borat. Asam boraks (H3BO3) merupakan asam organik lemah yang sering digunakan sebagai antiseptik, dan dapat dibuat dengan menambahkan asam sulfat (H2SO4) atau asam khlorida (HCl) pada boraks (Anita, 2022)

Asam borat juga sering digunakan dalam dunia pengobatan dan kosmetika. Misalnya, larutan asam borat dalam air (3%) digunakan sebagai obat cuci mata dan dikenal sebagai boorwater. Asam borat juga digunakan sebagai obat kumur, semprot hidung, dan salep luka kecil. Namun, ingat, bahan ini tidak boleh diminum atau digunakan pada luka luas, karena beracun ketika terserap masuk dalam tubuh. Boron yang tidak murni digunakan pada pertunjukan kembang api untuk memberikan warna hijau (Liraga, 2022)

Boron mirip dengan karbon dalam memiliki kapasitas membentuk jaringan molekul dengan ikatan kovalen. Karbonat, metalloboran, fosfakaboran dan semacamnya terdiri dari ribuan senyawa Asam borat sangat penting dalam industri sodium (Wecay, 2023)

Secara Praktikum, bahwa dalam suatu percobaan pada uji nyala senyawa boraks, dengan prosedur 0,3 gram senyawa boraks ditambahkan dengan 3 mL H2SO4 dan 7 mL etanol, maka menghasilkan dengan adanya nyala api yang warnanya hijau, hal tersebut bahwa menunjukkan adanya boraks.

Bahwa dalam suatu percobaan pada uji nyala senyawa boraks, dengan prosedur 0,3 gram sampel nugget ditambahkan dengan 3 mL H2SO4 dan 7 mL etanol, maka menghasilkan dengan adanya nyala api yang warnanya hijau, hal tersebut bahwa menunjukkan bahwa nuget tidak mengandung boraks.

Bahwa dalam suatu percobaan pada uji nyala senyawa boraks, dengan prosedur 0,3 gram sampel kulit lumpia ditambahkan dengan 3 mL H2SO4 dan 7 mL etanol, maka menghasilkan dengan adanya nyala api yang warnanya biru, hal tersebut bahwa menunjukkan bahwa kulit lumpia tidak mengandung boraks.

Bahwa dalam suatu percobaan pada uji nyala senyawa boraks, dengan prosedur 0,3 gram sampel otak-otak ditambahkan dengan 3mL H2SO4 dan 7 mL etanol, maka menghasilkan dengan adanya nyala api yang warnanya biru, hal tersebut bahwa menunjukkan bahwa otak-otak tidak mengandung boraks.

Secara Praktikum, bahwa dalam suatu percobaan pada uji reaktivitas senyawa boraks, dengan prosedur 0,5 gram boraks ditambahkan dengan 0,2 gram CoSO4.6H2O, maka menghasilkan dengan adanya reaktivitas yang warnanya pink, hal tersebut bahwa menunjukkan bahwa boraks mengandung positif boraks.

Bahwa dalam suatu percobaan pada uji reaktivitas senyawa boraks, dengan prosedur 0,5 gram sampel nugget ditambahkan dengan 0,2 gram CoSO4.6H2O, maka menghasilkan dengan adanya reaktivitas yang warnanya ungu, hal tersebut bahwa menunjukkan bahwa boraks mengandung negatif boraks.

Bahwa dalam suatu percobaan pada uji reaktivitas senyawa boraks, dengan prosedur 0,5 gram sampel kulit lumpia + 0,2 gram CoSO4.6H2O, maka menghasilkan dengan adanya reaktivitas yang warnanya ungu, hal tersebut bahwa menunjukkan bahwa kulit lumpia mengandung negatif boraks.

Bahwa dalam suatu percobaan pada uji reaktivitas senyawa boraks, dengan prosedur 0,5 gram sampel otak-otak + 0,2 gran CoSO46H2O maka menghasilkan dengan adanya reaktivitas yang warnanya biru, hal tersebut bahwa menunjukkan bahwa otak otak mengandung negatif boraks.

Kesimpulan :

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan :

• Pada saat uji nyala senyawa boraks sampel nuget menghasilkan nyala api warna biru yang menandakan bahwa nuget negative boraks. Sampel kulit lumpia menghasilkan nyala api warna biru menandakan bahwa kulit lumpia negatif boraks dan pada sampel otak-otak menghasilkan nyala api warna biru yang menandakan bahwa otak otak negatif boraks.
• Pada saat uji reaktivitas senyawa boraks, sampel nuget menghasilkan warna ungu yang menandakan bahwa nuget negatif boraks. Sampel kulit lumpia menghasilkan warna ungu yang menandakan bahwa kulit lumpia negatif boraks, dan pada sampel otak-otak menghasilkan warna biru yang termasuk senyawa kompleks tetrahedral yang termasuk negatif mengandung boraks.

Tambahan, Jawaban Pertanyaan dan Tugas :

1. Persamaan Reaksi :

2. Fungsi Pereaksi : 

H2SO4 (Asam Sulfat):

1. Sebagai Dehidrator: H2SO4 pekat bertindak sebagai dehidrator, menarik air dari boraks (Na2B4O7.10H2O) dan menghasilkan asam borat (H3BO3).
2. Sebagai Katalisator: H2SO4 mempercepat proses dehidrasi dan membantu memisahkan asam borat dari garam-garam lain yang terdapat dalam boraks.

CaF2 (Kalsium Fluorida):

1. Membentuk Kompleks dengan Asam Borat: CaF2 bereaksi dengan asam borat (H3BO3) dan menghasilkan kompleks [BF4]-. Kompleks ini mudah menguap dan memungkinkan pemisahan asam borat dari campuran.
2. Meningkatkan Keakuratan Pengujian: Dalam beberapa metode pengujian boraks, CaF2 membantu meningkatkan keakuratan pengujian dengan mengikat ion fluorida yang dapat mengganggu hasil pengujian.

3. Struktur Senyawa Kompleks :

Daftar Pustaka :

Budiyanto, K.A., 2021, Dasar- Dasar Ilmu Gizi, edisi kedua (revisi), Penerbit Universitas Muhamadiyah Malang, Malang, hal 177.

Cahyadi, W,  2021,  Bahan Tambahan Pangan, Cetakan pertama, Penerbit PT Bumi Aksara, Jakarta, hal 228, 339, 254-255.

DepKes RI, 2022, Mari Kita Menghindari Pangan yang Mengandung Boraks, Direktorat Surveilan  dan Penyuluhan Keamanan Pangan, deputi    Bidang   Pengawasan Keamanan Pangan dan bahan Berbahaya, Badan Pengawas Obat dan Makanan RI, Jakarta Pusat, hal 1.

DepKes RI, 2021, jilid 1, Panduan Pelayanan Informasi Konsumen Balai Besar Po. Semarang, Semarang, hal 30-34

DepKes RI, 2021, Farmakope Indonesia Edisi IV, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta, hal 605.

Kisman, S., dan Ibrahim, S., 1994, Analisis Farmasi, Cetakan kedua, Gadjah Mada Uneversity Press, Yogyakarta, hal 31, 367, 399.   

Mujamil, S.J., 1997, Deteksi dan Evaluasi Keberadaan Boraks pada Beberapa Jenis Makanan di Kotamadya Palembang, No.120, Cermin Dunia Kedokteran, Jakarta, hal 17.

Mujianto, B., Purba, V.A., Widada, S.N., dan Martini., 2005, Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Penggunaan Boraks pada bakso di Kecamatan Pondok Gede-Bekasi, Vol 33, Buletin Penelitian Kesehatan, Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan , Jakarta, hal 153.

Mulja, M.H., dan Suharman, 1995, Analisis Instrumental Cetakan pertama, Penerbit Airlangga Uneversity Press, Surabaya, hal 26- 31.

Pudjaatmaka, H.A., 1992, Kimia Untuk Universitas, Jilid 2, Penerbit Erlangga, Jakarta, hal 322

 Putro, W.H., dan Harjoko, W., 2005, Perbedaan Kadar Boraks pada Bakso yang Dijual di Tempat Elit dan Non Elit, Pengamatan di Plaza Simpang Lima, Mall Ciputra, Java Supermall dan Disekitar RSUP Dr. Kariadi, RS Roemani, RS Pantiwilasa Citarum, Bagian Gizi Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro, Semarang, hal 6.

Sastrohamidjojo, H, 2001, Dasar-Dasar Spektroskopi, Leberty, Yogyakarta, hal   8-12.

Sari, A.H, 2004, Uji Kualitatif Boraks pada krupuk Gendar yang Beredar di Pasar Karang Ayu Semarang, Skripsi, AKZI Muhamadiyah, Semarang, hal 11.