Boron trifluorida
Boron trifluorida adalah senyawa anorganik dengan rumus kimia BF. Gas toksik tak berwarna yang berbau menyengat ini membentuk asap putih dalam kelembaban udara. Senyawa ini merupakan asam Lewis yang sangat berguna dan blok pembangun yang penting bagi senyawa boron lainnya.
Boron trifluorida ditemukan pada tahun 1808 oleh Joseph Louis Gay-Lussac dan Louis Jacques Thénard, yang mencoba untuk mengisolasi "asam fluorat" (yaitu, asam hidrofluorat) dengan menggabungkan kalsium fluorida dengan vitrifikasi asam borat. Uap yang dihasilkan gagal mengikis kaca, sehingga mereka menamakannya "gas fluoborat".
Geometri molekul BF adalah trigonal planar. Simetri D yang dimilikinya sesuai dnegan prediksi dari teori VSEPR. Molekul ini tidak memiliki momen dipol berdasarkan simetri tinggi. Molekulnya isoelektronik dengan anion karbonat, CO.
BF umumnya dirujuk sebagai "kekurangan elektron," suatu deskripsi yang diperkuat oleh reaktivitas eksotermiknya terhadap basa Lewis.
Dalam boron trihalida, BX, panjang ikatan B-X (1.30 Å) lebih pendek dari yang diharapkan untuk ikatan tunggal, dan pendeknya ikatan ini mungkin mengindikasikan kuatnya ikatan-π B-X dalam fluorida. Penjelasan yang halus memanggil simetris - memungkinkan tumpang tindih orbital p pada atom boron dengan kombinasi fase di antara tiga orbital p yang sama berorientasi pada atom fluorin. Yang lain menunjukkan sifat ionik ikatan pada BF.
BF diproduksi oleh reaksi boron oksida dengan hidrogen fluorida:
Biasanya HF diproduksi "in situ" dari asam sulfat dan fluorit. (CaF). Kira-kira 2300-4500 ton boron trifluorida diproduksi setiap tahunnnya.
Pada skala laboratorium, BF diproduksi melalui dekomposisi termal dari garam diazonium:
Sebagai alternatif, bahan kimia dapat disintesis dari natrium tetrafluoroborat, boron trioksida, dan asam sulfat:
Boron trifluorida anhidrat memiliki titik didih sebesar −100.3 C dan suhu kritis sebesar −12.3 C, sehingga bisa disimpan sebagai cairan berpendingin hanya di antara suhu tersebut. Kapal penyimpan atau pengangkut harus dirancang untuk menahan tekanan internal, karena kegagalan sistem pendingin dapat menyebabkan tekanan naik menuju tekanan kritis sebesar 49.85 bar (4.985 MPa).
Boron trifluorida bersifat korosif. Logam yang sesuai untuk penanganan peralatan boron trifluorida meliputi baja tahan karat, monel, dan hastelloy. Dengan adanya kelembaban, senyawa ini menimbulkan korosi pada baja, termasuk baja tahan karat. Senyawa ini bereaksi dengan poliamida. Politetrafluoroetilena, poliklorotrifluoroetilena, polivinilidena fluorida, dan polipropilena menunjukkan ketahanan yang memuaskan. Gemuk yang digunakan pada peralatan harus berbasis fluorokarbon, karena boron trifluorida bereaksi dengan yang berbasis hidrokarbon.
Tidak seperti aluminium dan galium trihalida, boron trihalida seluruhnya berupa monomerik. Mereka mengalami reaksi pertukaran halida yang cepat:
Karena fasilitas proses pertukaran ini, campuran halida tidak dapat diperoleh dalam bentuk murni.
Boron trifluorida adalah asam Lewis serbaguna yang membentuk aduk ("adduct") dengan basa Lewis seperti fluorida dan eter:
Garam tetrafluoroborat umumnya digunakan sebagai anion non-koordinasi. Aduknya dengan dietil eter, boron trifluorida dietil eterat atau hanya boron trifluorida eterat (BF · O(Et)) adalah cairan yang mudah ditangani dan akibatnya banyak ditemui sebagai sumber laboratorium bagi BF. Hal ini stabil sebagai larutan eter, namun tidak secara stoikiometri. Aduk umum lainnya adalah adisi dengan dimetil sulfida. (BF · S(Me)), yang dapat ditangani sebagai cairan yang rapi.
Boron trifluorida paling penting digunakan sebagai pereaksi dalam sintesis organik, biasanya sebagai asam Lewis. Contohnya meliputi:
Penggunaan lain yang kurang umum untuk boron trifluorida meliputi: