Diborana

Lihat pula: diborana(2) dan diborana(4)
Diborana
Rumus kerangka stereo diborana dengan semua hidrogen eksplisit ditambahkan dan berbagai macam pengukuran
Model bola-dan-tongkat diborana
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}}}
UNII
Nomor UN 1911
  • InChI=1S/B2H6/c1-3-2-4-1/h1-2H2 YaY
    Key: KLDBIFITUCWVCC-UHFFFAOYSA-N YaY
  • InChI=1/B2H6/c1-3-2-4-1/h1-2H2
    Key: KLDBIFITUCWVCC-UHFFFAOYAF
  • [BH2]1[H][BH2][H]1
Sifat
B2H6
Massa molar 27,67 g·mol−1
Penampilan Gas nirwarna
Bau Repulsif dan manis
Densitas 1,131 g/L[1]
Titik lebur −164,85 °C (−264,73 °F; 108,30 K)[1]
Titik didih −92,49 °C (−134,48 °F; 180,66 K)[1]
Bereaksi[2]
Kelarutan dalam pelarut lain Diglima dan dietil eter[3]
Tekanan uap 39,5 atm (16,6 °C)[2]
Struktur
Tetrahedral (untuk boron)
lihat teks
0 D
Termokimia
Kapasitas kalor (C) 56,7 J/(mol·K)[4]
Entropi molar standar (So) 232,1 J/(mol·K)[4]
Entalpi pembentukan standar (ΔfHo) 36,4 kJ/mol[4]
Bahaya
Bahaya utama beracun, sangat mudah terbakar, bereaksi dengan air
Lembar data keselamatan ICSC 0432
Piktogram GHS GHS02: Mudah terbakarGHS06: BeracunGHS08: Bahaya Kesehatan
Keterangan bahaya GHS {{{value}}}
H220, H314, H330, H370, H372
P210, P260, P264, P270, P271, P280, P284, P301+330+331, P303+361+353, P304+340, P305+351+338, P307+311, P310, P314, P320, P321, P363, P377, P381, P403, P403+233, P405, P410+403, P501
38 °C (100 °F; 311 K)
Ambang ledakan 0,8–88%[2]
Dosis atau konsentrasi letal (LD, LC):
40 ppm (tikus, 4 h)
29 ppm (mencit, 4 h)
40–80 ppm (tikus, 4 h)
159–181 ppm (tikus, 15 min)[5]
125 ppm (anjing, 2 h)
50 ppm (hamster, 8 h)[5]
Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)
 TWA 0,1 ppm (0,1 mg/m3)[2]
REL (yang direkomendasikan)
 TWA 0,1 ppm (0,1 mg/m3)[2]
IDLH (langsung berbahaya)
 15 ppm[2]
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).
YaY verifikasi (apa ini YaYN ?)
Referensi

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.

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

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:[7]

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.[8]

Reaksi

Diborana adalah pereaksi yang sangat reaktif serbaguna yang memiliki sejumlah besar aplikasi.[9] Pola reaksi yang mendominasi melibatkan pembentukan adisi dengan basa Lewis. Seringkali aduk 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[10][11][12] tetapi tidak digunakan karena terlalu mahal dan penanganan yang berbahaya:

B2H6 + 3 O2 → B2O3 + 6 H2O (ΔHr = –2035 kJ/mol = –73,47 kJ/g)

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:[13]

B2H6 + 6 MeOH → 2 B(OMe)3 + 6 H2

Perlakuan diborana dengan amalgam natrium menghasilkan NaBH4 dan Na[B3H8][13] Ketika diborana diberi perlakuan dengan litium hidrida dalam dietil eter, litium borohidrida terbentuk:[13]

B2H6 + 2 LiH → 2 LiBH4

Diborana bereaksi dengan gas hidrogen klorida anhidrat atau hidrogen bromida untuk menghasilkan halohidrida boron:[13]

B2H6 + HX → B2H5X + H2 (X = Cl, Br)

Mereaksikan diborana dengan karbon monoksida pada suhu 470K dan 20bar menghasilkan H3BCO.[13]

Kegunaan

Pereaksi dalam sintesis organik

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

Diborana telah disarankan sebagai propelan roket dan dibakar secara eksperimental[14] 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

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

  1. ^ a b c Haynes, hlm. 4.52.
  2. ^ a b c d e f "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0183". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  3. ^ Yerazunis, S., dkk. “Solubility of Diborane in the Dimethyl Ether and Diethylene Glycol, in Mixtures of Sodium Borohydride and Dimethyl Ether of Diethylene Glycol, and in Ditertiary Butyl Sulfide.” Journal of Chemical & Engineering Data, vol. 7, no. 3, Juli 1962, hlm. 337–39, doi:10.1021/je60014a004.
  4. ^ a b c Haynes, hlm. 5.6.
  5. ^ a b "Diborane". Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  6. ^ "DIBORANE – CAMEO Chemicals - Chemical Datasheet - Database of Hazardous Materials – NOAA". Diakses tanggal 1 Desember 2024. 
  7. ^ Brauer, Georg (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry Vol. 1, 2nd Ed. Newyork: Academic Press. hlm. 773. ISBN 978-0121266011. 
  8. ^ Norman, A. D.; Jolly, W. L.; Saturnino, D.; Shore, S. G. (1968). "Diborane". Inorganic Syntheses. 11: 15–19. doi:10.1002/9780470132425.ch4. 
  9. ^ Mikhailov, B. M. (1962). "The Chemistry of Diborane". Russian Chemical Reviews. 31 (4): 207–224. doi:10.1070/RC1962v031n04ABEH001281. 
  10. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930086375.pdf
  11. ^ "Salinan arsip" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 4 Desember 2020. Diakses tanggal 1 Desember 2024. 
  12. ^ https://history.nasa.gov/SP-4404/ch5-1.htm
  13. ^ a b c d e Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). "Chapter 13: The Group 13 Elements". Inorganic Chemistry (edisi ke-3). Pearson. hlm. 336. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  14. ^ Bilstein, Roger. "Stages to Saturn". chapter 5: NASA Public Affairs Office. hlm. 133. Diarsipkan dari versi asli tanggal 25 Desember 2017. Diakses tanggal 1 Desember 2024. 

Bacaan lebih lanjut

Pranala luar
Kembali kehalaman sebelumnya