Boron trifluorida

Boron trifluorida adalah senyawa anorganik dengan rumus kimia  BF3. 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.

Penemuan 
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.

Struktur dan ikatan 
Geometri molekul BF3 adalah trigonal planar. Simetri D3h yang dimilikinya sesuai dnegan prediksi dari teori VSEPR. Molekul ini tidak memiliki momen dipol berdasarkan simetri tinggi. Molekulnya isoelektronik dengan anion karbonat, CO32−.

BF3 umumnya dirujuk sebagai "kekurangan elektron," suatu deskripsi yang diperkuat oleh reaktivitas eksotermiknya terhadap basa Lewis.

Dalam boron trihalida, BX3, 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 BF3.

Sintesis dan penanganan 
BF3 diproduksi oleh reaksi boron oksida dengan hidrogen fluorida:
B2O3  +  6 HF  →  2 BF3  +  3 H2O

Biasanya HF diproduksi in situ dari asam sulfat dan fluorit. (CaF2). Kira-kira 2300-4500 ton boron trifluorida diproduksi setiap tahunnnya.

Pada skala laboratorium, BF3 diproduksi melalui dekomposisi termal dari garam diazonium:
PhN2BF4  →  PhF  +  BF3  +  N2

Sebagai alternatif, bahan kimia dapat disintesis dari natrium tetrafluoroborat, boron trioksida, dan asam sulfat:
6 NaBF4 + B2O3 + 6 H2SO4 → 8 BF3 + 6 NaHSO4 + 3 H2O

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.

Reaksi 
Tidak seperti aluminium dan galium trihalida, boron trihalida seluruhnya berupa monomerik. Mereka mengalami reaksi pertukaran halida yang cepat:
BF3  +  BCl3  →  BF2Cl  +  BCl2F
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:
CsF  +  BF3  →  CsBF4
O(C2H5)2  +  BF3  →  BF3O(C2H5)2

Garam tetrafluoroborat umumnya digunakan sebagai anion non-koordinasi. Aduknya dengan dietil eter, boron trifluorida dietil eterat atau hanya boron trifluorida eterat (BF3 · O(Et)2) adalah cairan yang mudah ditangani dan akibatnya banyak ditemui sebagai sumber laboratorium bagi BF3. Hal ini stabil sebagai larutan eter, namun tidak secara stoikiometri. Aduk umum lainnya adalah adisi dengan dimetil sulfida. (BF3 · S(Me)2), yang dapat ditangani sebagai cairan yang rapi.

Kegunaan

Kimia organik 
Boron trifluorida paling penting digunakan sebagai pereaksi dalam sintesis organik, biasanya sebagai asam Lewis. Contohnya meliputi:
 Menginisiasi reaksi polimerisasi senyawa kimia tak jenuh, seperti polieter
 Sebagai katalis dalam beberapa reaksi isomerisasi, asilasi, alkilasi, esterifikasi, dehidrasi, kondensasi, adisi aldol Mukaiyama, dan reaksi lainnya

Kegunaan lain 
Penggunaan lain yang kurang umum untuk boron trifluorida meliputi:
 Diterapkan sebagai dopan dalam implantasi ion
 Sebagai dopan semikonduktor tipe-p untuk silikon yang tumbuh secara epitaksial
 Digunakan dalam detektor neutron yang sensitif di ruang ionisasi dan perangkat untuk memantau tingkat radiasi di atmosfer Bumi
 Dalam fumigasi
 Sebagai fluks untuk solder magnesium
 Untuk mempersiapkan diborana

Catatan

Referensi

Pranala luar 
 
  
 
 
 
 

Gas industri
Fluorida