ANION BORAT

                                                                  

A.    STRUKTUR & PERSENYAWAAN

Borat-borat diturunkan dari ketiga asam borat: asam ortoborat, H₃BO₃; asam piroborat, H₂B₄O₇; dan asam metaborat, HBO₂. Asam ortoborat adalah zat padat kristalin yang putih yang sedikit larut dalam air dingin, tetapi lebih larut dalam air panas; garam-garam dari asam ini sangat sedikit diketahui dengan pasti. Asam ortoborat yang dipanaskan 100 akan diubah menjadi asam metaborat dan pada 140 akan dihasilkan asam piroborat. Kebanyakan garam ini diturunkan dari asam meta dan piro. Hal ini disebabkan oleh lemahnya asam borat, garam-garam yang larut terhidrolisis dalam larutan  dan karenanya bereaksi basa.

BO3 + 3H2O   H3BO3 + 3OH

B4O7 + 7H2O ­­ 4H3BO3 + 2OH

BO2 + 2H2O  H3BO3 + OH

            Kelarutan Borat dari logam-logam akali mudah larut dalam air. Borat dari logam-logam lainnya  umumnya sangat sedikit larut dalam air, tetapi cukup larut dalam asam-asam dan dalam larutan ammonium klorida.

            Bentuk persenyawaan dari borat yaitu boraks. Boraks memiliki struktur kimia yaitu Na2B4O7-10H2O, sodium hidrat borat. Ia merupakan kelas dari karbonat dan subkelas dari borat. Boraks adalah sebuah kompleks borat mineral yang ditemukan di danau dan lain evaporites pantai deposito. Ia adalah berupa serbuk kristal putih, tidak berbau, larut dalam air, tidak larut dalam alkohol dan memiliki pH 9,5. Berikut adalah gambar dari struktur boraks:

                                                    

Dasar struktur boraks berisi rantai dari menyambungkan BO₂(OH) segitiga dan BO₃(OH) bidang empat untuk rantai dari sodium dan air octahedrons. Spesimen mineral yang paling tua dari boraks adalah berkapur/pucat putih dalam kaitan dengan suatu reaksi kimia dari pengeringan. Mereka sebenarnya telah diubah (setidaknya mereka pada permukaan) ke mineral tincalconite, Na₂B₄O₇-₅H₂O, dengan hilangnya air. Perubahan macam ini dari satu mineral ke yang lain meninggalkan bentuk yang asli dari kristal itu. Minerologists mengacu pada ini sebagai pseudomorph, atau “bentuk yang gadungan”, sebab tincalconite mempunyai bentuk kristal dari predecessing boraks.

Boraks memiliki sifat fisik yaitu sebagai berikut:

a.       Warna adalah putih jelas bersih..

b.      Kilau adalah seperti kaca..

c.       Kristal ketransparanan adalah transparan ke tembus cahaya..

d.      Sistem hablur adalah monoklin; 2/m Crystal Habits meliputi blocky ke kristal yang seperti prisma/aneka warna dengan suatu potongan melintang [penyiku/ lapangan] yang hampir. Juga besar(masive) dan [sebagai/ketika/sebab] kulit keras..

e.       Perpecahan sempurna di satu arah.

f.       Belahan adalah conchoidal.

g.      Kekerasan adalah 2 – 2.5 Specific Gravity adalah kira-kira 1.7 ( seluruh cahaya)

h.      Warna lapisan putih..

i.        Mineral yang sejenis adalah kalsit, halit, hanksite, colemanite, ulexite dan garam asam bor yang lain.

j.        Karakteristik yang lain: suatu rasa manis yang bersifat alkali, mengubah ke tincalconite berkapur/pucat yang putih dengan pengeringan.

Borat atau boraks memiliki beberapa manfaat diantaranya yaitu:

a.       Sebagai bahan solder

b.      Bahan pembersih

c.       Pengawet kayu

d.      Antiseptik kayu

e.       Pengontrol kecoak

f.       Antiseptik luar

g.      Digunakan dalam dunia pengobatan dan kosmetika

Selain memiliki beberapa manfaat, boraks juga dapat memiliki efek yang buruk jika digunakan dengan tidak sesuai, yaitu sebagai bahan pencampur pada makanan. Hal ini seperti pada makanan lontong yang digunakan sebagai pengeras, pada bakso sebagai pengenyal dan pengawet, pada kecap sebagai pengawet, dan lain-lain. Mengkonsumsi makanan yang mengandung boraks memang tidak serta berakibat buruk terhadap kesehatan, tetapi boraks akan menumpuk sedikit demi sedikit karena diserap dalam tubuh konsumen secara kumulatif. Seringnya mengonsumsi makanan berboraks akan menyebabkan gangguan otak, hati, lemak, dan ginjal. Dalam jumlah banyak, boraks menyebabkan demam, anuria (tidak terbentuknya urin), koma, merangsang sistem saraf pusat, menimbulkan depresi, apatis, sianosis, tekanan darah turun, kerusakan ginjal, pingsan, dan bahkan hingga berujung kematian.

B.     REAKSI IDENTIFIKASI

            Untuk mempelajar proses identifikasi pada borat, dapat digunakan larutan natrium tetraborat (natrium piroborat, boraks) Na2B4O7.10H2O, 0,1 M

1.      Asam Sulfat pekat

Tidak terjadi reaksi yang dapat dilihat dalam keadaan dingin meskipun asam ortoborat, H₃BO₃, dibebaskan. Namun, ketika dipanaskan asap putih asam borat dilepaskan. Jika asam klorida pekat ditambahkan kepada larutan boraks yang pekat, asam borat akan mengendap.

Na₂B₄O₇ + H₂SO4 + 5H₂O 4H₃BO₃ + 2Na + SO₄

Na₂B₄O₇ + 2HCl + 5H₂OH₃BO₃ + 2Na + 2Cl

2.      Asam Sulfat dan Alkohol (uji nyala api)

Jika sedikit boraks dicampurkan dengan 1ml asam sulfat pekat dan 5ml metanol atau etanol (yang pertama lebih disukai karena lebih mudah menguap) dalam sebuah porselen kecil, dan alkohol ini dinyalakan; alkohol akan menyala yang pinggirannya hijau disebabkan oleh pembentukan metil borat B(OCH)₃ aau etil borat B(OC₂H5)_3. Kedua ester ini beracun. Garam tembaga dan barium mungkin memberi nyala hijau yang serupa. Modifikasi berikut dari uji ini yang tergantung pada sifat boron triflourida, BF3, yang lebih mudah menguap dapat dipakai dengan adanya senyawa tembaga dan barium; zat-zat ini tak membentuk senyawa-senyawa yang mudah menguap pada kondisi-kondisi eksperimen yang disebut dibawah. Campurlah dengan seksama borat dengan kalsium flourida yang telah dijadikan bubuk dan sedikit asam sulfat pakat, dan bawa sedikit dari pasta yang terjadi tersebut diatas cincin dari kawat platinum, atau pada ujung batang kaca, sampai dekat sekali ke tepi bagian dasar nyala Bunsen tanpa benar-benar menyentuhnya; boron triflourida yang mudah menguap terbentuk dan mewarnai nyala menjadi hijau.

H3BO3 + 3CH3OH B(OCH3)3 + 3H2O

NaB4O7 + 6CaF2 + 7H2SO4 4BF3 + 6CaSO4 + 2Na + SO4 + 7H2O

            Reaksi ini boleh disesuaikan sebagai uji-bercak dengan cara berikut:

a.       Metilborat disuling dan dialirkan ke dalam larutan air yang mengandung kalium flourida, mangan (II) nitrat, dan perak nitrat.

b.      Ester ini akan dihidrolisis oleh air menjadi asam borat:

B(OCH3)3 + 3H2O H3BO3 + 3CH3OH

Asam ini bereaksi dengan alkali flourida membentuk suatu boron flourida dan membebaskan basa alkali bebas:

H3BO3 + 4F (BF4) + 3OH

basa alkali bebas ini lalu diidentifikasi dari terbentuknya endapan hitam dengan larutan mangan (II) nitrat-perak nitrat:

                                    Mn + 2Ag + 4OH MnO2 + 2Ag + 2H2O

                 Taruh setetes larutan uji yang basa dalam alat penyuling dan uapkan sampai kering. Tambahkan  tetes asam sulfat pekat dan 5 tetes metanol murni, sumber alat ini, dan panaskan sampai 80 derajat dalam penganggas air. Tampung metal borat yang menyuling keluar dalam sebuah krus porselen mikro yang dilapisi lilin (wax) sebelah dalamnya, dan mengandung kira0kira 1ml reagensia. Terbentuk endapan hitam. Untuk borat dalam jumlah yang sedikit sekali sebaiknya ditambahkan beberapa tetes larutan benzidina asetat biru yang dihasilkan. (BAHAYA : REAGENSIA INI DAPAT MENIMBULKAN KANKER DAN BERSIFAT KARSINOGENIK).

                 Kepekaan: 0,01 mg B. Batas konsentrasi: 1 dalam 5.000.000

      Reagensia (suatu larutan mangan (II) nitrat-perak nitrat yang mengandung kalium flourida) dibuat sebagai berikut. Larutkan 2,87 g mangan (II) nitrat dan 1,69 g perak nitrat dalam 100 ml air. Lalu tambahkan setetes alkali encer dan saring larutan dari endapan hitam. Oleh fitrat dengan larutan 3,5 kalium flourida dalam 50 ml air akan terbentuk endapan putih yang setelah dipanaskan menjadi abu-abu dan hitam. Didihkan, saring, dan pakai larutan yang jernih sebagai reagensia.

3.      Uji Kertas Kunyit (turmerik)

Jika sehelai kertas kunyit dicelup ke dalam larutan suatu borat yang diasamkan dengan asam klorida encer, lalu keringkan pada 100, kertas ini menjadi coklat-kemerahan. Kertas ini dikeringkan paling sederhana dengan melilitkannya sekeliling sisi luar dekat tepi mulut suatu tabung-uji yang mengandung air, dan mendidihkan air itu selama 2-3 menit. Setelah kertas dibasahi dengan larutan natrium hidroksida encer, kertas menjadi hitam-kebiruan atau hitam-kehijauan. Kromat, klorat, nitrit, iodide, dan zat-zat,  pengoksid lain mengganggu karena aksinya yan memutihkan kunyit itu.

4.      Larutan Perak Nitrat

Endapan putih perak metaborat, AgBO₂, dari larutan boraks yang cukup pekat yang larut baik dalam larutan ammonia encer maupun dalam asam asetat. Dengan mendidihkan endapan dengan air, endapan dihidrolisis sempurna, dan diperoleh endapan coklat perak oksida. Endapan coklat perak oksida dihasilkan langsung dalam larutan-larutan yang sangat encer.

B₄O₇ + Ag + H₂O 4AgBO₂ + H

2AgBO₂ + 3H₂O Ag₂O + 2H₃BO₃

            Asam borat yang terbentuk dalam reaksi ini praktis tak berdisosiasi.

5.      Larutan Barium Klorida

Endapan putih barium metaborat, Ba(BO₂)₂, dari larutan-larutan yang cukup pekat; endapan larut dalam reagensia berlebihan, dalam asam-asam encer, dana dalam larutan garam-garam ammonium. Larutan kalsium dan strontium klorida bertindak serupa.

B₄O₇ + Ba + H₂O 2Ba(BO₂)₂ + 2H

6.      Kerja oleh Panas

Boraks yang telah dijadikan bubuk bila dipanaskan dalam tabung pijar atau di atas sebatang kawar platinum akan mengembang banyak sekal, dan lalu menyusut, meninggalkan suatu keeping kaca yang tak berwarna dari garam anhidratnya. Kaca ini mempunyai sifat melarutkan banyak oksida ketika dipanaskan, dengan membentuk metaborat yang sering mempunyai warna-warna yang khas. Ini merupakan dasar dari uji manik boraks terhadap berbagai logam.

7.      Reagensia asam p-nitrobenzena-azo-kromotropat

Borat menyebabkan reagensia yang lembayung-biru menjadi biru-kehijauan.

Uapkan setetes larutan yang sedikt basa tersebut sampai kering dalam krus semimakro. Aduk residu yang hangat dengan 2-3 tetes regensia. Diperoleh warna biru-kehijauan setelah didinginkan. Suatu uji blanko harus dilakukan berbarengan.

Kepekaan: 0,1 mg B. Batas konsentrasi: 1 dalam 500.000

Zat pengoksid dan flourida menggangu yang terakhir ini kerana membentuk boronflourida-boronflourida. Zat-zat pengoksid termasuk nitrat dan klorat dibuat tak menguapkan bersama hirazina sulfat padat, sedangkan flourida dapat dihilangkan silicon tetraflourida dengan menguapkannya dengan asam silikat dan asam sulfat.

            Perincian eksperimennya adalah sebagai berikut. Oleh dua tetes larutan uji  dalam ktus porselen kecil dengan sedikit hidrazina sulfat padat atau beberapa totol (titik) silica hasil pengendapan, dan 1-2 tetes asam sulfat pekat, dan panaskan dengan hati-hati sampai timbul asap asam sulfat. Tambahkan 3-4 tetes reagensia sementara residu masih hangat, dan amati warna setelah mendingin.

            Kepekaan: 0,25 mg B, dengan adanya KClO3 atau KNO3 sejumlah 12.000 kali lipat dari jumlah tersebut: kepekaan adalah 0,5 mg B dengan adanya NaF sebanyak 2.500 kali lipat dari jumlah tersebut.

            Reagensia terdiri dari larutan Kromotrop 2B 0,005 persen dalam asam sulfat pekat.

8.      Uji Biru Manitol-Bromotimol

Asam borat bertindak sebagai asam monobasa yang sangat lemah (Ka = 5,8 x ), tetapi setelah ditambahkan senyawa-senyawa polihidroksi organik tertentu, seperti manitol (manit), gliserol, dekstrosa, atau gula inverse, asam ini diubah menjadi suatu asam yang relatif kuat. Maka pH larutan menjadi berkurang. Jadi, jika larutan pada mulanya hamper netral terhadap, misalnya, biru (hijau) bromotimol, lalu setelah ditambahkan manitol, warnanya menjadi kuning. Sebaiknya, bila kita menguji terhadap borat yang jumlahnya sangat sedikit, kita kristalkan ulang monitol itu dari larutan yang telah dinetralkan terhadap biu bromotimol, lalu mencucinya dengan aseton murni dan mengeringkannya pada 100. Reagensia ( larutan manitol 10% dalam air) juga dinetralkan dengan larutan kalium hidroksida 0,01M dengan memakai biru bromotimol (larutan 0,04% dalam etanol 95%) sebagai indicator. Hanya perida yang menggangu uji ini, ia dapat diuraikan dengan pemanasan di atas arang.

Jadikan larutan ini hampir netral terhadap biru bromotimol dengan mengolahnya dengan asam encer atau alkali encer (menurut keperluan) samapai indicator itu berubah manjadi hijau. Taruh beberapa tetes larutan uji dalam sebuah tabung uji mikro, dan tambahakan beberapa tetes larutan reagensia. Diperoleh pewarnaan kuning bila ada borat. Sebaiknya lakukan berbarengan suatu uji blanko dengan air suling.