BORO E ALUMÍNIO INTRODUÇÃO.

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1 BORO E ALUMÍNIO INTRODUÇÃO

2 BORO E ALUMÍNIO Nos elementos do grupo 13=3A encontramos pela primeira vez uma competição séria entre o comportamento metálico e não metálico. Formando moléculas do tipo AB3, o átomo A pode formar um sexteto eletrônico. Se essas moléculas se associam para formar moléculas duplas(AB3)2 o átomo A pode adquirir um OCTETO DE ELÉTRONS. Al B

3 BORO E ALUMÍNIO Arrancar 3 elétrons do átomo A para formar um íon A+++ é muito mais difícil que separar um ou dois elétrons. O B não apresenta praticamente propriedades metálicas. Al B

4 BORO E ALUMÍNIO O Al tem comportamento covalente bem marcado.
O Al não se encontra na natureza em nenhum composto iônico. O B se encontra exclusivamente sob a forma de ÂNIONS. Al

5 BORO E ALUMÍNIO Em conseqüência de sua ampla distribuição nas rochas e nas argilas , o Al é o metal mais abundante na crosta : 8,1 % O Al é o 3o elemento em ordem de abundância. O B é escasso, 0,0003% do peso.

6 JAZIDAS DO B E DE Al B : Somente se conhecem 2 minerais de importância econômica BÓRAX, Na2B4O7.10H2O CALEMANITA Ca2B6O11. 5H2O BÓRAX : Mais comum dos dois. Encontra-se nos depósitos alcalinos formadas pela dessecação de lagos. Depósitos mais importantes - CALIFÓRNIA

7 ALUMÍNIO Minerais muito numerosos. Mais simples ESPINELAS
Espinela de Mg-Mg(AlO2)2 Substância progressiva da SiO2 para óxido de Al- aluminossilicatos Minerais mais importantes do ponto de vista econômico: CORINDON- Al2O3 BAUXITA- Al2O32H2O CRIOLITA - Na3AlF6

8 CORINDON Ocasionalmente-Belos cristais contaminados por traços de certos elementos ---PEDRAS PRECIOSAS SAFIRA,RUBI E ESMERALDA PEDRAS ARTIFICIAIS - Rubis para relógios CORINDON

9 BAUXITA O mais importante dos minerais de Al.
Bauxita deriva de BAUX, no Sul da França . Outros minerais: Gibbsita,Al2O3.3H2O Diásporo,Al2O3.H2O LARGAMENTE DISTRIBUÍDO NA TERRA. BAUXITA

10 CRIOLITA Essencialmente para a extração do Al da bauxita.
Mineral escasso Grandes jazidas na Groelândia. Na3AlF6

11 EXTRAÇÃO DO BORO Usa-se na fabricação de alguns tipos de aço especiais
Obtém-se geralmente pela redução do óxidos com Mg. O óxido é obtido para acidificação de solventes de bórax. QUIMISMO : B4O H3O+---2B2O3.x H2O B2O3.x H2O 600o---B2O3 + x H2O B2O3 + 3 Mg MgO + 2 B

12 TRANSISTORES Componentes eletrônicos que não precisam de vácuo para atuar. B de grande pureza, O B obtido por redução pelo Mg não serve. Novos métodos : BCl3puro gasoso --Reduz-se com Na

13 EXTRAÇÃO DO ALUMÍNIO O Al se extrae por eletrólise do óxido de alumínio dissolvido em criolita fundida. Descobrimento : 1886 Hall e Héroult, independentemente, Um dos feitos mais notáveis da tecnologia química. Até 1886 o Al era um produto químico de luxo. Esgotamento das reservas de Fe, crescimento da importância do Al. Combinação do Al +oxigênio--estraordinário vigor.

14 EXTRAÇÃO DO ALUMÍNIO Muito estável o Al2O3, dificuldade de reduzir pelos metais convencionais. Al2O3+ C-- 2 Al +3CO(temp.baixa) Necessidade de dispor de energia barata. O Al2O3 é um não-eletrólito,por isso se junta com a criolita. Purificação da bauxita Al2O3 + 2 (OH)- + 3 H2O [Al(OH)4]- Al2O3 +6 (OH)- + 3 H2O --- 2[Al(OH)6]- O óxido de ferro insolúvel--FILTRAÇÃO Precipita Al2O3 puro que se filtra e seca. Al2O3

15 ELETRÓLISE DO ALUMÍNIO
Cátodo : Al++++ 3e--Al Ânodo : 6F---3F2+6e- Al2O3 + 3F2--Al++++6F- + 3/2 O2 Criolita atua como uma espécie de catalisador,regenara-se constantemente Cor rosa---óx.de ferro Temp. 9OOoC CRIOLITA Al2O3 Na3AlF6

16 PROPRIEDADES FÍSICAS É notável a diferença entre o raio atômico e o raio iônico. B-0,80 /0,20 Al-1,25/0,50 B-tão pequeno que é difícil de formar íon na água. B-cristalino,cristais escuros O Al, metal mole, brilhante,conduz o calor e eletricidade muito bem. B-P.F. =230,0o e P.E.=2550oC Al-P.F.=659,8o e P.E.=2270oC Potencial : 8,30 V-B 5,98V-Al B Al

17 REAÇÕES DO BORO HIDROGÊNIO : *O boro forma um certo número de hidretos, mas que não podem ser preparados diretamente. São os BORANOS 2B2H6 100OC--B4H10PRODUTO PURO OXIGÊNIO:B finamente dividido arde no oxig. em temp.maior de 600oC-2B+3/2O2---B2O3 +calor cal Sólido branco,ponto de fusão 400oC, Óxido ácido -B2O3+ H2O ---2 HBO2 + H2O-- H3BO3

18 REAÇÕES DO BORO OXIGÊNIO: Os boratos são bases fortes como o NaOH
Ácido bórico -material cristalino, incolor,funde a 185oC com certa decomposição, perde água facilmente Ácidos do boro : Todos sáo derivados do B2O3, pirobórico,metabórico e ortobórico. BÓRAX: derivado do ácido pirobórico 2NaBO2+2H3BO3---pérolas de bórax

19 REAÇÕES DO BORO NITROGÊNIO: O B reage facilmente com o N2 quando se aquece fortemente para formar NITRETO. 2B + N2---2BN (1000o) Reage com água dando ácido bórico e NH3 P.F.: 3000oC HALOGÊNIOS -Reage diretamente com o flúor e com o cloro. Triflureto de B B2O3+3 CaF2+2H2SO4 3CaSO4+ 3H2O+2BF3 São todos covalentes

20 REAÇÕES DO ALUMÍNIO HIDROGÊNIO : Não reage diretamente com o H, parece não formar um hidreto estável por si mesmo. Li[AlH4]--surge quando o LiH+AlCl3 Importante redutor para compostos orgânicos. OXIGÊNIO :A reação muito exotérmica. Só existe um óxido de alumínio,chamado de alumina. Natureza-CORINDON Material duro e refratário,usado como abrasivo Traços de Cr-RUBIS Traços de Co-SAFIRA

21 REAÇOES DO ALUMÍNIO OXIGÊNIO: Pedras preciosas - Atualidade-Fabricação sintética-Temp.elevada para fundir o óxido(2015oC Maçarico H atômico TERMITA -Solda de estruturas-Fabricação de bombas incendiáris. ALUMINA : É um óxido claramente anfótero Al2O3+ 6H3O+--Al++++9H2O Al2O3+2(OH)-+3H2O---2 [Al(OH)4]-depende do pH. Reage pouco com a água.

22 REAÇÕES DO ALUMÍNIO NITROGÊNIO :Reage facilmente com o N2,estrutura parecida com o diamante 2Al+N2---2AlN(2200o) Molécula gigante. HALOGÊNIOS -Reage facilmente com os halogênios, folha delgada de Al se inflama com Cl2. Hidrólise AlX3+3H2O-Al(OH)3+ 3XH Alumínio

23 REAÇÕES DO ALUMÍNIO ÁLCALIS : O Al é um agente redutor muito mais poderoso que o hidrogênio. Al + 3H3O+---Al +3H2O + 3/2 H2 Usado na redução de óxidos metálicos. SAIS DE ALUMÍNIO Em virtude da tendência do Al em formar compostos covalentes ---Não se conhecem quase sais de Al dos ácidos fracos. Mais importantes:Nitratos e Sulfatos ALCALIS

24 SULFATO DE ALUMÍNIO Sal mais importante.
Na purificação das águas, agente floculante. Em tinturaria, tingimento de muitos tecidos , os tecidos são mordentados, formação de laca,adere à fibra.

25 ALÚMENS Grande tendência a formação de cristais mistos de sulfatos duplos Magníficos cristais octaédricos, com arestas de até 5 cm. X2(SO4).Al2(SO4)3. 24H2O.

26 ÓXIDO DE ALUMÍNIO A ALUMINA pode ser preparada por DESIDRATAÇÃO do Al(OH)3 ou diretamente a partir dos elementos. O Al apresenta forte afinidade pelo O2 sendo o calor de formação da ordem de 1700 KJ/mol. Esta propriedade é aproveitada no método de obtenção de METAIS - ALUMINOTERMIA 3 Mn3O Al Mn Al2O3

27 HIDRÓXIDO DE ALUMÍNIO É precipitado em análise qualitativa como uma substância branca gelatinosa. É anfótera, embora atue preferentemente como uma base, formando SAIS contendo o íon [Al (H2O)6]+3. O hidróxido de alumínio mostra propriedades ácidas na reação com o NaOH na qual se forma ALUMINATO DE SÓDIO [Al(OH)4]-

28 PROF. GIL Material extraído do livro Mellor-Lee-Cottan.
Organizado através do Power Point. 26 slides

29 Inorgânica A QUESTÕES : Onde você utilizaria o boro e seus compostos?
Onde você aplicaria o alumínio e seus compostos ? O que determina o caráter anfótero desses elementos?

30 Inorgânica A QUESTÕES :
O que determina o Al não apresentar caráter iônico ? Como você prepararia o B2O3? Como você explicaria a trivalência do B ? Qual a proriedade que o Al apresenta para a obtenção de metais?

31 Inorgânica A QUESTÕES : Qual a ocorrência do Al?
Qual a ocorrência do B? Em que consiste o teste da pérola de bórax? O que vem a ser o processo da floculação?

32 Inorgânica A BOM FINAL DO DIA ATÉ O PRÓXIMO ENCONTRO
PROCUREM OCUPAR O TEMPO OCIOSO. FELICIDADES química ino A

33 GRUPO 4A=14 AMANHÃ