Boron nitrida (BN) adalah senyawa yang terdiri dari atom boron dan nitrogen. Ia memiliki berbagai kegunaan, termasuk sebagai pelumas, isolator dan konduktor termal, karena sifatnya yang unik.
| Nama IUPAC | Boron nitrida |
| Formula molekul | DILAHIRKAN |
| nomor CAS | 10043-11-5 |
| Sinonim | Boron nitrida, borazon, grafit putih, boron nitrida kubik, boron nitrida |
| Di Chi | InChI=1S/BN/c1-2 |
Sifat boron nitrida
Rumus Boron Nitrida
Rumus boron mononitrida adalah BN. Terdiri dari atom boron (B) dan atom nitrogen (N). Rasio boron/nitrogen dalam senyawa adalah 1:1. Rumusnya mewakili satuan boron mononitrida yang paling sederhana dan paling dasar, yang menunjukkan jenis dan jumlah atom yang ada dalam senyawa.
Massa Molar Boron Nitrida
Massa molar boron mononitrida (BN) dihitung dengan menjumlahkan massa atom boron dan nitrogen. Boron memiliki massa atom sekitar 10,81 gram per mol, sedangkan nitrogen memiliki massa atom sekitar 14,01 gram per mol. Menambahkan nilai-nilai ini menghasilkan massa molar boron mononitrida, yaitu sekitar 24,82 gram per mol.
Titik didih boron nitrida
Boron mononitrida memiliki titik didih yang tinggi. Titik didih yang tepat bergantung pada bentuk spesifik boron mononitrida, seperti yang terdapat dalam struktur kristal yang berbeda. Namun secara umum boron mononitrida memiliki titik didih yang berkisar antara 2.973 hingga 3.500 derajat Celcius. Titik didih yang tinggi ini membuat boron monitrida cocok untuk aplikasi yang melibatkan kondisi suhu tinggi.
Titik lebur boron nitrida
Boron mononitrida memiliki titik leleh yang tinggi yang juga dipengaruhi oleh struktur kristalnya. Titik leleh boron mononitrida adalah antara 2.200 dan 3.000 derajat Celcius. Titik leleh yang tinggi ini menunjukkan stabilitas termal yang luar biasa dan ketahanan terhadap suhu tinggi, sehingga berguna dalam berbagai industri dan aplikasi.
Massa jenis boron nitrida g/mL
Kepadatan boron mononitrida biasanya sekitar 2,1 hingga 2,3 gram per sentimeter kubik (g/cm³). Kepadatan pastinya dapat bervariasi tergantung pada bentuk spesifik dan kemurnian boron mononitrida. Kepadatannya yang relatif rendah, dikombinasikan dengan kekuatan dan konduktivitas termal yang tinggi, menjadikannya material yang berharga untuk aplikasi ringan dan tahan panas.
Berat Molekul Boron Nitrida
Berat molekul boron mononitrida (BN) adalah jumlah berat atom unsur-unsur penyusunnya. Boron memiliki berat atom sekitar 10,81 satuan massa atom (sma), sedangkan nitrogen memiliki berat atom sekitar 14,01 sma. Menambahkan nilai-nilai ini menghasilkan berat molekul sekitar 24,82 sma untuk boron mononitrida.
Struktur boron nitrida
Boron mononitrida memiliki struktur kristal yang berbeda, termasuk boron mononitrida heksagonal (h-BN) dan boron mononitrida kubik (c-BN). Boron mononitrida heksagonal memiliki struktur berlapis yang mirip dengan grafit, sedangkan boron mononitrida kubik memiliki struktur seperti berlian. Struktur yang berbeda ini memberikan sifat unik pada boron monitrida, seperti konduktivitas termal yang tinggi pada c-BN dan isolasi listrik yang sangat baik pada h-BN.
Kelarutan boron nitrida
Boron mononitrida tidak larut dalam air dan sebagian besar pelarut umum. Ia memiliki tingkat kelembaman kimia yang tinggi, sehingga tahan terhadap pelarutan dalam berbagai cairan. Properti ini menguntungkan untuk aplikasi yang membutuhkan material dengan reaktivitas rendah dan stabilitas yang sangat baik. Namun, pelarut khusus tertentu atau kondisi ekstrim memungkinkan kelarutan atau interaksi terbatas dengan boron mononitrida.
| Penampilan | Padatan putih |
| Berat jenis | 2,1 – 2,3 gram/cm³ |
| Warna | Putih |
| Bau | Tidak berbau |
| Masa molar | 24,82 g/mol |
| Kepadatan | 2,1 – 2,3 gram/cm³ |
| Titik fusi | 2200 – 3000°C |
| Titik didih | 2973 – 3500°C |
| Titik kilat | Tak dapat diterapkan |
| Kelarutan dalam air | Tidak larut |
| Kelarutan | Tidak larut dalam pelarut yang paling umum |
| Tekanan uap | Tak dapat diterapkan |
| Kepadatan uap | Tak dapat diterapkan |
| pKa | Tak dapat diterapkan |
| pH | Tak dapat diterapkan |
Keamanan dan bahaya boron nitrida
Boron monitride umumnya dianggap aman untuk ditangani dan digunakan. Ini menimbulkan risiko kesehatan yang minimal karena tidak beracun dan tidak reaktif. Namun, tindakan pencegahan tertentu harus diambil. Menghirup debu atau partikel boron mononitrida harus dihindari, karena dapat menyebabkan iritasi pernafasan. Kontak langsung dengan kulit juga harus diminimalkan untuk menghindari kemungkinan iritasi kulit. Saat bekerja dengan boron mononitrida dalam aplikasi suhu tinggi, penting untuk menggunakan peralatan pelindung yang sesuai untuk menghindari luka bakar atau cedera termal. Secara keseluruhan, mengikuti praktik keselamatan standar, seperti mengenakan sarung tangan, kacamata, dan masker debu, akan membantu memastikan penanganan yang aman dan meminimalkan potensi risiko yang terkait dengan boron mononitrida.
| Simbol bahaya | Tidak ada |
| Deskripsi Keamanan | Tidak beracun dan tidak reaktif. Lakukan tindakan pencegahan untuk menghindari menghirup debu dan meminimalkan kontak langsung dengan kulit. Gunakan peralatan pelindung yang sesuai untuk aplikasi suhu tinggi. |
| Nomor identifikasi PBB | Tak dapat diterapkan |
| kode HS | 2850.00.00 |
| Kelas bahaya | Tidak diklasifikasikan |
| Kelompok pengepakan | Tak dapat diterapkan |
| Toksisitas | Tidak beracun |
Metode sintesis boron nitrida
Ada beberapa metode untuk mensintesis boron mononitrida, masing-masing memiliki kelebihan dan kesesuaian untuk aplikasi spesifik. Metode yang umum adalah reaksi antara boron oksida (B2O3) dan amonia (NH3) pada suhu tinggi. Reaksi menghasilkan boron mononitrida dalam bentuk padat. Metode lain melibatkan reaksi boron halida, seperti boron triklorida (BCl3) atau boron tribromida (BBr3), dengan gas amonia. Proses ini menghasilkan boron mononitrida sebagai produk padat.
Dalam deposisi uap kimia (CVD), senyawa prekursor menguap yang mengandung boron dan nitrogen mengalami dekomposisi pada substrat pada suhu tinggi. Spesies yang membusuk kemudian bergabung kembali pada permukaan substrat, menghasilkan sintesis boron mononitrida.
Pendekatan lain adalah dengan mengubah boron monitrida heksagonal (h-BN) menjadi boron monitrida kubik (c-BN). Proses untuk mencapai transformasi ini melibatkan sintesis suhu tinggi bertekanan tinggi (HPHT). Dalam kondisi tekanan dan suhu ekstrim, h-BN mengalami transisi fasa membentuk c-BN yang memiliki struktur dan sifat kristal berbeda.
Secara keseluruhan, metode sintesis ini menyediakan cara untuk memproduksi boron monitrida dalam berbagai bentuk, termasuk bubuk, pelapis, dan bahan curah. Pilihan metode bergantung pada faktor-faktor seperti karakteristik produk yang diinginkan, skalabilitas, dan tujuan penggunaan boron mononitrida.
Kegunaan boron nitrida
Boron mononitrida (BN) dapat diterapkan di berbagai industri dan bidang karena sifat unik dan keserbagunaannya. Berikut beberapa kegunaan boron mononitrida:
- Pelumas: Boron mononitrida berfungsi sebagai pelumas padat, terutama di lingkungan bersuhu tinggi yang dapat merusak pelumas tradisional. Ini mengurangi gesekan dan keausan, sehingga memperpanjang umur komponen.
- Manajemen Termal: BN adalah konduktor termal yang sangat baik, sehingga berguna dalam heat sink, perangkat elektronik, dan aplikasi daya tinggi. Ini menghilangkan panas secara efisien, mencegah panas berlebih dan meningkatkan kinerja secara keseluruhan.
- Isolator: Sifat isolasi listrik boron mononitrida membuatnya ideal untuk mengisolasi bahan elektronik, mencegah kebocoran listrik dan korsleting.
- Bahan keramik: Bahan keramik tingkat lanjut, seperti cawan lebur, nozel, dan alat pemotong, menggunakan BN karena stabilitas termalnya yang tinggi dan ketahanan terhadap reaksi kimia.
- Agen Pelepas: Pelapis BN melapisi cetakan dan permukaan, mencegah lengket dan meningkatkan pelepasan produk cetakan.
- Aplikasi Dirgantara: Teknik dirgantara menggunakan BN karena bobotnya yang ringan, kemampuan manajemen termal, dan ketahanan terhadap suhu tinggi.
- Kosmetik: Produk kosmetik, seperti bedak dan krim, mengandung BN karena kemampuannya memberikan tekstur halus dan memberikan sifat penyerapan minyak.
- Refraktori: Bahan tahan api yang digunakan di lingkungan bersuhu tinggi, seperti kiln dan kiln, mengandung BN karena stabilitas termal dan kimianya yang sangat baik.
- Semikonduktor: BN berfungsi sebagai substrat untuk pertumbuhan semikonduktor, memanfaatkan sifat insulasi dan kompatibilitasnya dengan material elektronik.
- Aditif: Berbagai aplikasi, termasuk plastik, cat dan pelapis, menggunakan aditif BN untuk meningkatkan konduktivitas termal dan sifat pelumasnya.
Aplikasi yang beragam ini menunjukkan kegunaan boron mononitrida yang luas di berbagai industri, memanfaatkan sifat uniknya untuk meningkatkan kinerja dan fungsionalitas berbagai bahan dan produk.
Pertanyaan:
T: Apakah piezoelektrik boron nitrida?
J: Tidak, boron mononitrida bukanlah piezoelektrik.
T: Apa itu boron nitrida?
J: Boron mononitrida adalah senyawa yang terdiri dari atom boron dan nitrogen, yang dikenal karena stabilitas termal dan kimianya yang sangat baik.
T: Apakah boron nitrida berikatan dengan kaca?
J: Tidak, boron monitrida tidak mengikat kaca.
T: Apakah boron nitrida merupakan jaringan yang solid?
J: Ya, boron mononitrida adalah jaringan padat karena ikatan kovalen antara atom boron dan nitrogen, membentuk struktur jaringan tiga dimensi.
T: Jika molekul boron nitrida, BN, terbentuk, seperti apa strukturnya?
J: Molekul boron mononitrida (BN) akan memiliki struktur linier, dengan atom boron terikat pada atom nitrogen.
T: Apa itu boron nitrida heksagonal?
A: Boron mononitrida heksagonal (h-BN) adalah bentuk kristal boron nitrida, terdiri dari tumpukan lapisan heksagonal yang mirip dengan grafit. Ini memiliki isolasi listrik yang sangat baik dan konduktivitas termal yang sangat baik.
T: Apakah boron nitrida merupakan senyawa?
J: Ya, boron mononitrida adalah senyawa yang terdiri dari atom boron dan nitrogen.
T: Apakah boron nitrida aman?
J: Boron mononitrida umumnya dianggap aman karena tidak beracun dan tidak reaktif. Namun, tindakan pencegahan harus dilakukan untuk menghindari penghirupan debu dan meminimalkan kontak kulit.
T: Apa itu boron nitrida?
A: Boron mononitrida adalah senyawa dengan rumus kimia BN, tersusun dari atom boron dan nitrogen. Ia dikenal dengan stabilitas termal yang tinggi dan beragam aplikasi di berbagai industri.
T: Berapa energi kohesi dimer boron nitrida?
J: Energi kohesif dimer boron nitrida mengacu pada jumlah energi yang diperlukan untuk memisahkan dua molekul boron mononitrida. Nilai spesifiknya dapat bervariasi tergantung pada metode penghitungan dan tingkat teori yang digunakan untuk penghitungan.