17 f
, f
7
, f
14
menjadi salah satu faktor thermodinamik dan kinetik yang sama atau sangat penting untuk menentukan kestabilan tingkat oksidasi.
2.5.2 Besi Fe
Besi merupakan logam kedua yang paling banyak di bumi ini yang membentuk 5 dari pada kerak bumi. Karakter endapan besi ini berupa endapan
yang berdiri sendiri namun seringkali ditemukan berasosiasi dengan mineral logam lainya. Kadang besi sebagai kandungan logam tanah residual, namun
jarang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Kebanyakkan besi ini hadir dalam berbagai jenis senyawa oksida, endapan besi yang ekonomis umumnya berupa
Magnetite, Hematite, Limonite, dan Siderite. Dari mineral-mineral bijih besi magnetite adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, tetapi terdapat
dalam jumlah kecil. Sementara hematite merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan dalam industri besi.
Beberapa jenis endapan yang memungkinkan endapan besi bernilai ekonomis yaitu :
1. Magnetik: Magnetite dan Titaniferous magnetite.
2. Metasomatik kontak: magnetite dan specularite.
3. Pergantianreplacement: magnetite dan hematite.
4. Sendimentasiplacer: hematite, limonite, dan siderite.
5. Kosentrasi mekanik dan residual: hematite, magnetite, dan limonite.
6. Oksidasi: limonite dan hematite.
Tabel 2.3 Mineral-mineral bijih besi yang bernilai ekonomis. MINERAL
SUSUNAN KIMIA
KANDUNGAN Fe
KLASIFIKASI KOMERSIAL
Magnetite FeO
2
Fe
3
O
4
72.4 Magnetik atau biji hitam
Hermatite Fe
2
O
3
70 Bijih merah
Limonite FeO
3
nH
2
O
4
59 - 63 Bijih coklat
Siderite FeCO
3
48.2 Spathic, black band, clay
ironstone
Universitas Sumatera Utara
18
2.5.3 Boron B
Boron yang telah dimurnikan adalah padatan hitam dengan kilap logam. Sel satuan kristal boron mengandung 12, 50, atau 105 atom boron, dan satuan
struktural ikosahedral B12 terikat satu sama lain dengan ikatan 2 pusat 2 elektron 2c-2e dan 3 pusat 2 elektron 3c-2e antar atom boron seperti pada gambar 2.5.
Ikatan tuna elektron 3 pusat 2 elektron merupakan ikatan kimia yang mengalami kekurangan elektron, dimana 3 atom salain berbagi 2 elektron. Boron bersifat
sangat keras dan menunjukkan sifat semikonduktor.
Gambar 2.5 Struktur kristal boron dengan sel satuan Ikosahedral
Kimia boron boron hidrida dimulai dengan riset oleh A. Stock yang dilaporkan
pada periode 1912-1936. Walaupun boron terletak sebelum karbon dalam sistem periodik, hidrida boron sangat berbeda dari hidrokarbon. Struktur boron hidrida
khususnya sangat tidak sesuai dengan harapan dan hanya dapat dijelaskan dengan konsep baru dalam ikatan kimia. Untuk kontribusinya dalam kimia anorganik
boron hidrida, W. N. Lipscomb mendapatkan hadiah Nobel Kimia tahun 1976. Hadiah Nobel lain 1979 dianugerahkan ke H. C. Brown untuk penemuan dan
pengembangan reaksi dalam sintesis yang disebut hidroborasi. Karena berbagai kesukaran sehubungan dengan titik didih boron yang
rendah, dan juga karena aktivitas, toksisitas, dan kesensitifannya pada udara, Stock mengembangkan metoda eksperimen baru untuk menangani senyawa ini
dalam vakum. Dengan menggunakan teknik ini, ia mempreparasi enam boron B
2
H
6
, B
4
H
10
, B
5
H
9
, B
5
H
11
, B
6
H
10
, dan B
10
H
14
dengan reaksi magnesium borida, MgB
2
, dengan asam anorganik, dan menentukan komposisinya. Namun, riset lanjutan ternyata diperlukan untuk menentukan strukturnya. Kini metoda sintesis
Universitas Sumatera Utara
19 yang awalnya digunakan Stock menggunakan MgB
2
sebagai pereaksi hanya digunakan untuk mempreparasi B
6
H
10
. Karena reaksi seperti litium tetrahidroborat LiBH
4
, dan natrium tetrahidroborat NaBH
4
kini mudah didapat, dan diboron, B
2
H
6
, yang dipreparasi dengan reaksi 3LiBH
4
+ 4BF
3
.OEt
2
→ 2B
2
H
6
+ 3LiBF
4
+ 4Et
2
O, juga mudah didapat, boron yang lebih tinggi disintesis dengan pirolisis diboron. Teori baru diusulkan untuk menjelaskan ikatan dalam diboron, B
2
H
6
. Walaupun struktur yang hampir benar, yakni yang mengandung jembatan
hidrogen, telah diusulkan tahun 1912, banyak kimiawan lebih suka struktur mirip etana H
3
B-BH
3
, dengan mengambil analoginya dengan hidrokarbon. Namun Longuet-Higgins mengusulkan konsep ikatan tuna elektron yang 3 pusat 2
elektron dan bahwa strukturnya memang benar seperti dibuktikan dengan difraksi
elektron tahun 1951 pada gambar 2.6 berikut ini :
Gambar 2.6 Struktur diboron. Struktur ini juga telah dielusidasi dengan difraksi elektron, analisis struktur kristal
tunggal sinar-X, spektroskopi inframerah, dan memang boron terbukti mengandung ikatan 3c-2e B-H-B dan B-B-B seperti pada gambar 2.7 berikut ini :
Gambar 2.7 Ikatan 3c-2e B-H-B dan B-B-B.
Universitas Sumatera Utara
20 Boron diklasifikasikan menjadi tiga yaitu : Closo, Nido dan Arachno sesuai
dengan struktur kerangka atom boron. Closo-boron [BnHn]
2-
memiliki struktur polihedral tertutup, n atom boron terikat pada n atom hidrogen, misalnya dalam
oktahedral regular [B
6
H
6
]
2-
dan ikosahedral [B
12
H
12
]
2-
. Boron deret ini tidak mengandung ikatan B-H-B. Boron BnHn
+4
, seperti B
5
H
9
, membentuk struktur dengan ikatan B-B, B-B-B, dan B-H-B dan kehilangan sudut polihedral closo
boron, dan disebut dengan jenis boron nido. Boron BnHn
+6
, seperti B
4
H
9
, memiliki struktur yang kehilangan dua sudut dari tipe closo dan membentuk
struktur yang lebih terbuka. Kerangka juga dibangun oleh ikatan B-B, BB-B, dan B-H-B, dan jenis ini disebut boron jenis arachno. Sruktur-strukturnya diberikan
pada Gambar 2.8 berikut ini :
a. Closo B
6
H
6 2-
b. Nido B
5
H
9
c. Arachno B
4
H
10
d. Closo B
12
H
12
= Atom Boron = Atom Hidrogen
Gambar 2.8 Struktur Boron Boron yang lebih tinggi juga merupakan senyawa yang tuna elektron yang sukar
dijelaskan dengan struktur Lewis yang berbasiskan ikatan kovalen 2c -2e Nurul A, 2011.
Universitas Sumatera Utara
21 Pada gambar diatas menunjukkan bahwa atom dari Boron B yang bulat
putih berikatan dengan Atom Hidrogen H yang bulat kecil hitam sehingga terjadi ikatan kimia ikatan hidrogen dengan atom B dan H.
2.8 Bonded Magnet NdFeB
