Elementi IIIa (13.) grupe PSE

ELEMENTI IIIa (13.) GRUPE PSE

  • B, Al, Ga, In, Tl, Nh (nihonijum)
  • B je metaloid (semimetal), ostali elementi ove grupe su metali
  • Zajednička elektronska konfiguracija: ns2np1 (tri valentna elektrona)

Nalaženje u prirodi i dobijanje

  • Po rasprostranjenosti u Zemljinoj kori, aluminijum zauzima 3. mesto (iza kiseonika i silicijuma). U prirodi je prisutan u obliku alumosilikata (ortoklas, kaolin, gline), u obliku minerala korunda Al2O3 (postoji kao rubin, safir, smaragd, ametist, topaz) i u obliku rude boksit, Al2O3 xH2O iz koje se dobija Bajerovim postupkom.

Bajerov postupak dobijanja aluminijuma u industriji

1) Samlevena ruda se tretira rastvorom NaOH na visokoj temperaturi i visokom pritisku pri čemu se dobija natrijum – aluminat, NaAlO2, a primese Fe i Si ostaju u obliku crvenog taloga koji se odvaja dekantovanjem i ceđenjem

Al2O3  + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

Natrijum – aluminat hidrolizuje, pri čemu se dobija aluminijum – hidroksid koji     se odvaja ceđenjem

NaAlO2 + H2O → Al(OH)3 + NaOH

Aluminijum – hidroksid se žari u rotacionoj peći, pri čemu nastaje glinica, odnosno Al2O3

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

2)  U završnoj fazi, vrši se elektroliza glinice u kriolitnom kupatilu (Na3AlF6) pri čemu se metalni aluminijum visoke čistoće

2Al2O3 → 4Al + 3O2

Fizičke osobine

Bor je metaloid sive boje koji se odlikuje visokom temperaturom topljenja i tvrdoćom (kovalentna veza u kristalnoj rešetki bora).  Aluminijum je lak metal, srebrnasto bele boje, visokog metalnog sjaja i refleksije. Odličan je provodnik toplote i elektriciteta. Mek je i eleastičan, te se može izvlačiti u folije, žice i limove. Galijum je metal srebrno sive boje, karakteriše ga veoma niska temperatura topljenja (29,8 ⁰C).

Bor

 

 

 

 

220px-Aluminium-4
Aluminijum
gallium_element
Galijum

 

Hemijske osobine

  • Oksidacioni broj +3 (kod talijuma mogućnost nastajanja i +1)
  • Reakcije sa halogenim elementima (elementi VIIa (17.) grupe)

2B + 3F2 → 2BF3 bor – fluorid

2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 aluminijum – hlorid

  • Reakcije sa halkogenim elementima (elementi VIa (16.) grupe)

4B + 3O2 → 2B2O3 bor – oksid

Bor – oksid je kiseli oksid, u reakciji sa vodom gradi ortobornu kiselinu H3BO3, a pored nje postoji mogućnost nastajanja i metaborne kiseline HBO2

B2O3  + 3H2O → 2H3BO3

Ortoborna ili samo borna kiselina spada u klasu slabih trobaznih kiselina, a njene soli se nazivaju borati (BO3 3-)

4Al + 3O2 → 2Al2O3  aluminijum – oksid (reakcija pasivizacije)

Stajanjem na vazduhu, aluminijum se prevlači tankim filmom  oksida koji ga pasivizira (štiti od dalje oksidacije). Aluminijum  – oksid, koji je nerastvoran u vodi, spada u klasu amfoternih oksida (može reagovati sa kiselinama i bazama).

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

Natrijum – aluminat

  • Aluminijum – hidroksid spada u klasu slabih, trokiselih baza. Teško je rastvoran u vodi, pada kao beo, želatinozan talog. Amfoteran je hidroksid.

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O                                                                      Al3

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

Al(OH)2 + aluminijumdihidroksi- jon

AlOH 2+    aluminijumhidroksi- jon

Aluminijumdihidroksi – hlorid  Al(OH)2Cl

Aluminijumhidroksi – nitrat AlOH(NO3)2

  • Reakcije sa vodonikom

U reakciji sa vodonikom, bor gradi borane, bor-hidrid BH3, koji postoji u obliku dimera diborana B2H6. Jedinjenje aluminijuma i vodonika je aluminijum – hidrid, molekulske formule AlH3.

  • Redukciona sposobnost

Metalni aluminijum reaguje i sa kiselinama i sa bazama, što ga svrstava u kategoriju amfoternih metala.

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

  • Redukciona sposobnost aluminijuma se ogleda u procesu dobijanja metala iz njihovih ruda koji se naziva aluminotermija

Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3

Termitna smeša

  • Aluminijum gradi stipse, odnosno dvojne soli sulfata.

E+1 E+3 (SO4)2                    E+1  – Na+, K+ ili NH4 +             E+3  – Al, Fe ili Cr

Na primer, aluminijumova stipsa koja se koristi u industriji kože, medicini, kao boja: KAl(SO4)2 • 12H2O (može se dobiti mešanjem kalijum – sulfata i aluminijum – sulfata).

Primena

B

Bor se koristi u proizvodnji specijalnih vrsta čelika

H3BO3 – Acidi borici  

Borna kiselina se koristi kao insekticid, u medicini kao antispetik i u pirotehnici.Borati se koriste u procesu lemljenja

Na2B4O7 • 10H2O – boraks   

Boraks je sastavni deo praška za veš

Al

Aluminijum se koristi u industriji automobila, aviona, brodova, u proizvodnji limenki, tuba, ambalaža za lekove, folija u domaćinstvu, CD, u proivodnji alu – stolarije, za zavarivanje pruga (termitna smeša)….Važnije legure aluminijuma su duraluminijum (Al/Mn/Mg), silumin (Al/Si) i hidronalijum (Al/Mg).

 

Ostavite odgovor

Popunite detalje ispod ili pritisnite na ikonicu da biste se prijavili:

WordPress.com logo

Komentarišet koristeći svoj WordPress.com nalog. Odjavite se /  Promeni )

Google photo

Komentarišet koristeći svoj Google nalog. Odjavite se /  Promeni )

Slika na Tviteru

Komentarišet koristeći svoj Twitter nalog. Odjavite se /  Promeni )

Fejsbukova fotografija

Komentarišet koristeći svoj Facebook nalog. Odjavite se /  Promeni )

Povezivanje sa %s