Struktur Nitruro de Boro (BN), properti, memperoleh, menggunakan

Dia Boron Nitride Ini adalah padatan anorganik yang dibentuk oleh penyatuan atom boron (b) dengan atom nitrogen (n). Formula kimianya adalah bn. Ini adalah padatan putih yang sangat tahan pada suhu tinggi dan merupakan pendorong panas yang baik. Ini digunakan misalnya untuk memproduksi crosol laboratorium.

Boro Nitruro (BN) tahan terhadap banyak asam, namun, ia memiliki beberapa kelemahan terhadap serangan asam fluorida dan basa cair. Ini adalah isolator listrik yang baik.

Struktur Boro Nitride (BN). Akeramop [domain publik]. Sumber: Wikimedia Commons.

Ini diperoleh dalam berbagai struktur kristal, yang paling penting adalah heksagonal dan kubik. Struktur heksagonal menyerupai grafit dan licin, jadi digunakan sebagai pelumas.

Struktur kubik hampir sekeras berlian dan digunakan untuk memproduksi alat pemotong dan untuk meningkatkan kekerasan bahan lainnya.

Dengan boron nitrida Anda dapat memproduksi tabung mikroskopis (sangat tipis) yang disebut nanotube, yang memiliki aplikasi medis, seperti mengangkut di dalam tubuh dan melepaskan obat -obatan terhadap tumor kanker.

[TOC]

Struktur

Boro Nitruro (BN) adalah senyawa di mana atom boron dan nitrogen dihubungkan secara kovalen dengan triple link.

Molekul nitrida boron terisolasi memiliki atom nitrogen nitrogen yang disatukan oleh triple link. Benjah-BMM27 [Domain Publik]. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam fase padat, BN dibentuk oleh jumlah yang sama dari atom boron dan nitrogen dalam bentuk 6 cincin anggota.

Struktur resonansi cincin bn. Penulis: Teachi. Sumber: Wikimedia Commons.

BN ada dalam empat bentuk kristal: heksagonal (h-bn) mirip dengan grafit, kubik (c-bn) mirip dengan berlian, rhomboédica (r-bn) dan wurtzita (w-bn).

Struktur H-BN mirip dengan grafit, yaitu, ia memiliki bidang cincin heksagonal yang memiliki atom boron dan nitrogen yang bergantian.

Struktur dalam bentuk bidang terpisah dari heksagonal boron nitrida. Benjah-BMM27 [Domain Publik]. Sumber: Wikimedia Commons.

Di antara bidang H-BN ada jarak yang sangat jauh yang menunjukkan bahwa mereka dipersatukan hanya melalui pasukan van der Waals, yang merupakan kekuatan tarik yang sangat lemah dan rencana dapat dengan mudah saling meluncur.

Dapat melayani Anda: matahari

Karena alasan ini, H-BN tidak berbahaya saat disentuh.

Struktur bn c-bn kubik mirip dengan berlian.

Perbandingan antara nitruro kubik (kiri) dan heksagonal (kanan). Dari: Benutzer: Oddball, Versi Vektor oleh Chris 論 [Domain Publik]. Sumber: Wikimedia Commons.

Tata nama

Boron Nitride

Properti

Keadaan fisik

Solid putih berlemak atau licin untuk disentuh.

Berat molekul

24.82 g/mol

Titik lebur

Sublima sekitar 3000 ° C.

Kepadatan

Bn heksagonal = 2,25 g/cm³

Bn kubik = 3,47 g/cm³

Kelarutan

Sedikit larut dalam alkohol panas.

Sifat kimia

Karena hubungan yang kuat antara nitrogen dan boron (ikatan triple) boron nitrida memiliki resistensi tinggi terhadap serangan kimia dan sangat stabil.

Itu tidak larut dalam asam seperti asam hidroklorat HCl, asam nitrat hno₃ dan asam sulfat h₂Sw₄. Tapi itu larut dalam basa cair seperti Lioh lithium hidroksida, koh kalium hidroksida dan naoh natrium hidroksida.

Itu tidak bereaksi dengan sebagian besar logam, gelas atau garam. Terkadang bereaksi dengan asam fosfat H₃PO₄. Anda dapat menahan oksidasi pada suhu tinggi. BN stabil di udara tetapi air perlahan -lahan terhidrolisis.

BN diserang oleh gas fluorin₂ dan dengan asam fluorhororat HF.

Sifat fisik lainnya

Ini memiliki konduktivitas termal yang tinggi, stabilitas termal yang tinggi dan resistivitas listrik yang tinggi, yaitu, ini adalah isolator listrik yang baik. Memiliki luas permukaan yang tinggi.

H-bn (hexagonal bn) adalah solid yang tidak berbahaya untuk disentuh, mirip dengan grafit.

Saat memanaskan H-BN pada suhu tinggi dan tekanan menjadi bentuk kubik C-BN yang sangat sulit. Menurut beberapa sumber, dia bisa menggaruk berlian.

Bahan berbasis BN memiliki kapasitas penyerapan polutan anorganik (seperti ion logam berat) dan polutan organik (seperti pewarna obat dan molekul).

Sorción berarti berinteraksi dengan mereka dan dapat menyerap atau menyerapnya.

Memperoleh

Debu H-BN disiapkan dengan reaksi antara boron bioksida B₂SALAH SATU₃ atau asam borat₃Bo₃ Dengan amonia NH₃ atau dengan urea nh₂(CO) NH₂ di bawah atmosfer nitrogen n₂.

Dapat melayani Anda: Gunung Olympus (Mars)

BN juga dapat diperoleh dengan bereaksi boron dengan amonia pada suhu yang sangat tinggi.

Cara lain untuk mempersiapkannya adalah dari diborano b₂H₆ dan amonia NH₃ Menggunakan gas inert dan suhu tinggi (600-1080 ° C):

B₂H₆ + 2 nh₃ → 2 bn + 6 jam₂

Aplikasi

H-BN (heksagonal boron nituro) memiliki berbagai aplikasi penting berdasarkan propertinya:

-Sebagai pelumas padat

-Sebagai aditif untuk kosmetik

-Dalam isolator listrik suhu tinggi

-Dalam cawan dan kapal reaksi

-Dalam cetakan dan wadah penguapan

-Untuk penyimpanan hidrogen

-Pada katalisis

-Untuk menyerap polutan air limbah

Cubic Boron Nitruro (C-BN) untuk kekerasannya hampir sama dengan berlian digunakan:

-Dalam Cutting Tools for Machining Hard Ferroous Material, seperti paduan baja keras, besi cor dan baja baja

-Untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan terhadap keausan bahan keras lainnya seperti keramik tertentu untuk alat pemotongan.

Beberapa alat pemotong dapat berisi boron nitruro untuk menunjukkan kekerasan yang lebih besar. Penulis: Michael Schwarzenberger. Sumber: Pixabay.

- Penggunaan film tipis BN

Mereka sangat berguna dalam teknologi perangkat semikonduktor, yang merupakan komponen peralatan elektronik. Mereka melayani misalnya:

-Untuk memproduksi dioda datar; Dioda adalah perangkat yang memungkinkan sirkulasi listrik di satu sisi

-Dalam dioda memori logam-ke-semikonduktor, seperti Al-BN-SIO₂-Ya

-Di sirkuit terintegrasi sebagai pembatas tegangan

-Untuk meningkatkan kekerasan bahan tertentu

-Untuk melindungi beberapa bahan oksidasi

-Untuk meningkatkan stabilitas kimia dan isolasi listrik dari banyak jenis perangkat

-Dalam kondensor film tipis

Beberapa dioda dan kapasitor dapat mengandung boron nitrida. Penulis: Sinisa Maric. Sumber: Pixabay.

- Penggunaan BN Nanotube

Nanotube adalah struktur yang pada tingkat molekul berbentuk tabung. Mereka adalah tabung yang sangat kecil sehingga hanya dapat dilihat dengan mikroskop khusus.

Di bawah ini adalah beberapa karakteristik nanotube BN:

-Mereka memiliki hidrofobisitas tinggi, yaitu, mereka mengusir air

-Mereka memiliki ketahanan tinggi terhadap oksidasi dan panas (oksidasi dapat menahan hingga 1000 ° C)

-Mereka menunjukkan kapasitas penyimpanan hidrogen yang tinggi

-Mereka menyerap radiasi

-Mereka adalah isolator listrik yang sangat baik

Dapat melayani Anda: resistance thermometer: karakteristik, operasi, penggunaan

-Mereka memiliki konduktivitas termal yang tinggi

-Resistensi yang sangat baik terhadap oksidasi suhu tinggi berarti bahwa mereka dapat digunakan untuk meningkatkan stabilitas oksidasi permukaan.

-Karena hidrofobisitasnya, mereka dapat digunakan untuk menyiapkan permukaan hidrofobik yang super, yaitu, mereka tidak memiliki afinitas terhadap air dan air tidak menembus mereka.

-BN nanotube meningkatkan sifat bahan tertentu, misalnya, telah digunakan untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan terhadap fraktur kaca.

Nitubos Nitruro Boron diamati dengan mikroskop. Keun Kim et alnya. [CC oleh 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/4.0)]. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam aplikasi medis

BN Nanotube telah diuji sebagai pembawa obat kanker seperti doxorubicin. Komposisi tertentu dengan bahan -bahan ini meningkatkan efisiensi kemoterapi dengan obat tersebut.

Dalam beberapa pengalaman telah ditunjukkan bahwa nanotube BN memiliki potensi untuk mengangkut obat baru dan melepaskannya dengan benar.

Penggunaan nanotube BN dalam biomaterial polimer telah diselidiki untuk meningkatkan kekerasan, degradasi, dan kecepatan daya tahannya. Ini adalah bahan yang digunakan misalnya dalam implan ortopedi.

Sebagai sensor

BN Nanotube telah digunakan untuk membangun perangkat baru untuk mendeteksi kelembaban, karbon dioksida₂ dan untuk diagnosis klinis. Sensor -sensor ini telah menunjukkan respons yang cepat dan waktu pemulihan yang singkat.

Kemungkinan toksisitas bahan bn

Ada beberapa kekhawatiran tentang kemungkinan efek toksik dari nanotube BN. Tidak ada konsensus yang jelas tentang sitotoksisitasnya, karena beberapa penelitian menunjukkan bahwa mereka beracun bagi sel, sementara yang lain menunjukkan sebaliknya.

Hal ini disebabkan oleh hidrofobisitas atau kelilinnya dalam air, karena membuatnya sulit untuk melakukan studi dalam bahan biologis.

Beberapa peneliti telah menutupi permukaan nanotube BN dengan senyawa lain yang mendukung kelarutan mereka dalam air, tetapi ini telah menambah ketidakpastian yang lebih besar dalam pengalaman.

Meskipun sebagian besar penelitian menunjukkan bahwa tingkat toksisitasnya rendah, diperkirakan bahwa penelitian yang lebih tepat harus dilakukan.

Referensi

1. Xiong, J. et al. (2020). Hexagonal Boron Nitride Adsorbent: Sintesis, Penjagaan Kinerja dan Aplikasi. Jurnal Energi Kimia 40 (2020) 99-111. Pulih dari pembaca.Elsevier.com.
2. Mukasyan, a.S. (2017). Boron Nitride. Dalam ensiklopedia singkat sintesis suhu tinggi. Pulih dari scientedirect.com.
3. Kalay, s. et al. (2015). Sintesis nanotube boron nitrida dan aplikasinya. Beilstein J. Nanoteknol. 2015, 6, 84-102. NCBI pulih.Nlm.Nih.Pemerintah.
4. Arya, s.P.S. (1988). Persiapan, Properti dan Aplikasi Film Tipis Boron Nitride. Thin Solid Films, 157 (1988) 267-282. Pulih dari scientedirect.com.
5. Zhang, J. et al. (2014). Komposit matriks keramik boron nitrida boron kubik untuk alat pemotong. Dalam kemajuan komposit matriks keramik. Pulih dari scientedirect.com.
6. Kapas, f. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia anorganik canggih. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
7. Suanarsan, v. (2017). Bahan untuk lingkungan kimia yang bermusuhan. Dalam bahan dalam kondisi ekstrem. Pulih dari scientedirect.com
8. Dean, J.KE. (Editor) (1973). Buku Pegangan Kimia Lange. Perusahaan McGraw-Hill.
9. Mahan, b.H. (1968). Kimia Universitas. Dana Pendidikan Inter -American, s.KE.