III grupa Periodnog sistema

III Grupa

Opšta konfiguracija:ns2np1

Stabilna

oksidac. stanja

Koeficijent

elektronegat.

Energija

jonizacije

Jedinjenja

Bor

Bse

mim

etal

+3

2k

ov

alen

tna

Bor

Bse

mim

etal

(nem

etal

)+3

2k

ov

alen

tna

Aluminijum

Al

met

al+3

1,5

jon

ska

Gal

iju

mG

am

etal

+3

1,6

jon

ska

Ind

iju

mIn

met

al+3

1,7

jon

ska

Tal

iju

mT

lm

etal

+1

1,8

jon

ska

En

erg

ija

jon

izac

ije:

X (

g)

+ E

j →

X

++

e-

1

En

erg

ija

jon

izac

ije:

X (

g)

+ E

j →

X

+ e

Ele

ktr

on

egat

ivn

ost

:

sn

aga

pri

vla

čen

ja e

lek

tron

a k

ov

alen

tne

vez

e

25-1

2-2

013

2

3

III

+1

+3

BB

2O

3kis

eoH

3B

O3

ili

B(O

H) 3

Al

Al 2

O3

amfo

tera

n A

l(O

H) 3

jače

baz

ne

oso

bin

e

Ga

Ga

Oam

fote

ran

Ga(

OH

)G

aG

a 2O

3am

fote

ran

Ga(

OH

) 3ja

čekis

ele

oso

bin

e

InIn

2O

3b

azan

In(O

H) 3

Tl

jaka

baz

aT

l(O

H)

Tl 2

O3

baz

anT

l(O

H) 3

4

BOR -B

U Zemljinoj kori:

H3B

O3, N

a 2B

4O

7·1

0 H

2O

(b

ora

ks)

Ortoboratna kiselina (borna kiselina)H3BO3

•H

idra

taci

ja B

2O

3

B2O

3+

3H

2O

→

2

H3B

O3

•D

ejst

vom

kis

elin

e (H

Cl,

H2S

O4)

na

konce

ntr

ovan

ras

tvor

Na 2

B4O

7

(nat

riju

m-t

etra

bora

t)

Dobijanje:

5

(nat

riju

m-t

etra

bora

t)

B4O

72-+

2H

++

5H

2O

→ 4

H3B

O3(s

)

Na 2

B4O

7+

2H

Cl

+ 5

H2O

→ 4

H3B

O3(s

) +

2N

aCl

O BH

H

•čv

rsta

sup

stan

ca (

vodonič

ne

vez

e)

Osobine H3BO3:

•ra

stvar

anje

u v

odu:

4,9

g /

100 g

H2O

(2

0oC

)

•sl

aba

kis

elin

a u v

oden

om

ras

tvoru

vo

do

nič

ne

vez

e iz

međ

u

mo

lek

ula

HB

O

6

BO

HO H

mo

lek

ula

H3B

O3

Zagrevanje ortoboratne kiseline:

H3B

O3

(s)

HB

O2

(s)

+ H

2O

(g)

met

abo

ratn

a k

isel

ina

10

0 o

C

met

abo

ratn

a k

isel

ina

500

oC

2H

3B

O3

(s)

B2O

3(s

) +

3H

2O

(g)

4H

3B

O3

(s)

H2B

4O

7(s

) +

5H

2O

(g)

tetr

abo

ratn

a k

isel

ina

150

oC

Za

izra

du

teš

ko

to

piv

ih b

ors

ilik

atn

ihst

akal

a

H3B

O3 ⇄

H+

+ H

2B

O3-

Vodeni rastvor H

3BO3:

B(O

H) 3

+ H

2O

⇄

B(O

H) 4

-+

H+

pK

a=9,2

4 (K

a= 5

,8x10

-10)

� ���

tetr

ahid

rok

sob

ora

t

7

H3BO3Luisova kiselina (akceptor elektronskog para)

anti

sep

tik, an

tim

ikoti

k u

oft

alm

olo

gij

i i

der

mat

olo

gij

i

u o

bli

ku r

astv

ora

(3 %

), k

rem

a i

puder

a

Upotreba H3BO3:

Organski estri borne kiseline:

H3B

O3 —

——

—→

B

(OR

) 3

esta

r b

orn

e k

isel

ine

i et

ano

la

go

ri z

elen

im p

lam

eno

m

ko

nc

H2S

O4

esta

r

R(O

H)

deh

idra

taci

on

o s

red

stv

o

8

go

ri z

elen

im p

lam

eno

m

Na 2

[B4O

5(O

H) 4

] ·

8H

2O

(f

orm

ula

koja

odgovar

a st

ruktu

ri)

•ra

stvorl

jiv u

vodi

•voden

i ra

stvor

reag

uje

baz

no (

hid

roli

za)

(0,0

25 M

; p

H=

9,2

4)

Natrijum-tetraborat (boraks) Na 2B4O

7 ·10 H2O

Osobine:

2N

a++

B4O

72-+

7H

2O

⇄

2H

3B

O3

+ 2

B(O

H) 4

-+

2N

a+

(0,0

25 M

; p

H=

9,2

4)

Vodeni rastvor boraksa:

B4O

72-+

7H

2O

⇄

2H

3B

O3

+ 2

B(O

H) 4

-

Nas

taje

ekvim

ola

rna

smeš

a b

orn

e kis

elin

e i

bora

tnog a

njo

na

→ pufer

[B(O

H) 4

- ]/[

H3B

O3]

= 1

→

pH

= p

Ka

= 9

,24

9

Idea

lan p

ufe

r za

sre

dnje

alk

alnu o

bla

st

[B(O

H) 4

]/[H

3B

O3]

= 1

→

pH

= p

Ka

= 9

,24

Upotreba:

-ad

itiv

E285 (

u v

ećim

koli

činam

a to

ksi

čan)

-za

reg

uli

sanje

pH

, p

ufe

r

-konze

rvan

s, e

mulg

ator

Deh

idra

taci

ja h

idro

ksi

da

:

2A

l(O

H) 3

Al 2

O3

+ 3

H2O

t

Aluminijum(III)-oksid, Al 2O3

ALUMINIJUM, Al

Al 2

O3 :

ru

da

dra

gulj

(koru

nd)

abra

ziv

adsorbens

vat

rost

alni

mat

erij

al

10

Aluminijum(III)-hidroksid, Al(OH) 3

AlC

l 3+

3N

aOH

→ A

l(O

H) 3

(s)

+

3N

aCl

Dej

stvom

baz

e na

rast

vor

koji

sad

rži A

l3+

jone

talo

ži s

e u v

odi

slab

o

rast

vorl

jiv A

l(O

H) 3

:

sa N

aOH A

l3+

+ 3

OH

-→

Al(OH) 3

(s)

AlC

l 3+

3N

H3 +

3H

2O→

Al(

OH

) 3(s

)+

3N

H4C

l

AlC

l 3+

3N

aOH

→ A

l(O

H) 3

(s)

+

3N

aCl

Al3

+ +

3N

H3 +

3H

2O

→Al(OH) 3

(s)

+ 3

NH

4+

sa N

H3 A

l3+

+ 3

NH

3 +

3H

2O

→Al(OH) 3

(s)

+ 3

NH

4+

11

sa kiselinama:

Osobine Al(OH) 3:

-sl

abo r

astv

orl

jiv u

vodi

-am

fote

ran

Al(

OH

) 3 (s)

+

3H

Cl

→ A

lCl 3

+ 3

H2O

Al(

OH

) 3 (s)

+

3H

+→

Al3+

+ 3

H2O

sa jakim bazama:

Al(

OH

) 3 (s)

+

OH

-→

[Al(OH) 4]-

[Al(

OH

) 4]-

-H

2O

→ A

lO2-

met

aalu

min

at

Al(

OH

) 3 (s)

+

OH

-→

[Al(OH) 4]-

tetr

ahid

rokso

alum

inat

Al(

OH

) 3 (s)

+

NaO

H →

Na[

Al(

OH

) 4]

12

Od čega zavisi koji će oblik biti u vodenom rastvoru:

Al3+ ili [Al(OH) 4]-

V A Ž N O

Odgovor: od pH sredine

kisela sredina Al3+

alum

inij

um

jon

bazna sredina [Al(OH) 4]-

alum

inat

jon

OH-

OH-

Dodat

ak N

aOH

u r

astv

or

koji

sad

rži A

l3+

jone

(AlC

l 3):

Al3+ → Al(OH) 3

� ���→ [Al(OH) 4]-

OH-

OH-

[Al(OH) 4]-→ Al(OH) 3

� ���→ Al3+

H+

H+

Dodat

ak k

isel

ine

(HC

l) u

ras

tvor

koji

sad

rži

alum

inat

jone:

13

AlCl 3

i višak NaOH:

VAŽNO

Al3

+ +

3O

H-→

Al(

OH

) 3�

(tal

ože

nje

)

Al(

OH

)+

OH

-→

[Al(

OH

)]-

(ras

tvar

anje

)

Al3

++

3N

H3

+ 3

H2O→

Al(

OH

) 3�

+ 3

NH

4+

(tal

ože

nje

)

Al(

OH

) 3�

+ O

H-→

[Al(

OH

) 4]-

(ras

tvar

anje

)

AlCl 3

i višakNH3:

Al

+ 3

NH

3 +

3H

2O→

Al(

OH

) 3�

+ 3

NH

4(t

alože

nje

)

Al(

OH

) 3�

+ N

H3

→∅

14

Aluminijum(III)-soli

Soli jakih kiselina

(hlo

rid, su

lfat

, nit

rat,

peh

lora

t)

-nas

taju

ras

tvar

anje

m A

l(O

H) 3

u o

dgovar

ajućo

j kis

elin

i

-um

eren

o h

idro

lizu

ju (

1-2

%):

hid

rati

san A

l3+

jon -

kat

jonsk

a kis

elin

a

[Al(

HO

)]3

++

HO

⇄[A

lOH

(HO

)]2

+ +

HO

+

K=

1,2×

10

-5[A

l(H

2O

) 6]3

++

H2O

⇄[A

lOH

(H2O

) 5]2

+ +

H3O

+

jednost

avnij

e

Al3

++

H2O

⇄

AlO

H2+

+ H

+

Ka=

1,2×

10

-5

AlCl 3

–ra

stvar

anje

u v

odi

egzo

term

an p

roce

s (v

elik

a en

ergij

a hid

rata

cije

Al3

+)

!!!

AlCl 3× ×××6H

2O –

bolj

i iz

bor

za v

oden

e ra

stvore

Soli slabih kiselina

(kar

bonat

, ci

janid

, ac

etat

)

-sk

oro

potp

uno h

idro

lizu

ju u

voden

om

ras

tvoru

-dob

ijaj

u s

e u b

ezvodnoj

sred

ini

15

Kalijum-aluminijum-sulfat

KA

l(S

O4) 2

·12H

2O

→ K

++

Al3

++

2S

O42-+

12H

2O

H2O

AlO

H2

++

H+

�

Voden

i ra

stvor

reag

uje

kis

elo z

bog h

idro

lize

Al3

+jo

na

16

aluminum-hloridAlCl 3·6H2O,

adst

ringen

t

aluminum-sulfatAl 2(SO4)3·nH2O

,ad

stri

ngen

t

kalijum-aluminijum-sulfat KAl(SO4)2·12H2O,

adst

ringen

t

Aluminijum i jedinjenja u farmaciji

Rastvorljivi u vodi

Vodeni rastvori

reaguju kiselo

aluminum-hidroksidAl(OH) 3

, a

nta

cid

aluminum-fosfatAl(OH) x(PO4)y,AlPO4·H2O,

anta

cid

aluminum-oksidAl 2O3,

za h

rom

atogra

fiju

, za

den

taln

u k

eram

iku

Slabo rastvorljivi

u vodi

Al-folije -

amb

alaž

a

17

1. K

ako

rea

gu

je v

od

eni

rast

vo

r b

ora

ksa

?Z

ašto

? P

rik

azat

i je

dn

ačin

om

.

2. O

bja

snit

i za

što

vo

den

i ra

stv

or

bo

rak

sa p

red

stav

lja

pu

fer

ko

ji i

ma

pH

= p

Ka.

3. Je

dn

ačin

om

pri

kaz

ati

jon

izac

iju

bo

rne

kis

elin

e u v

od

eno

m r

astv

oru

.

4. Je

dn

ačin

om

pri

kaz

ati

reak

ciju

ko

ja s

e o

dv

ija

kad

a se

HC

l (i

li r

.H

2S

O4)

do

da

u v

od

eni

Uvež

bav

anje

4. Je

dn

ačin

om

pri

kaz

ati

reak

ciju

ko

ja s

e o

dv

ija

kad

a se

HC

l (i

li r

.H

2S

O4)

do

da

u v

od

eni

rast

vo

r b

ora

ksa

.

5. S

a p

o j

edn

om

jed

nač

ino

m p

rik

azat

i sl

edeć

e h

emij

ske

pro

men

e:

Al3

+ →

Al(

OH

) 3→

[Al(

OH

) 4]-

6. S

a p

o j

edn

om

jed

nač

ino

m p

rik

azat

i sl

edeć

e h

emij

ske

pro

men

e:

[Al(

OH

) 4]-→

Al(

OH

) 3→

Al3

+

7. K

ada

se u

ras

tvo

r A

lCl 3

(ili

nek

e d

rug

e al

um

inij

um

(III

)-so

li)

do

da

rast

vo

r N

aOH

po

jav

i

se t

alo

g k

oji

se z

atim

ras

tvar

a u

viš

ku

NaO

H. Jednačinama

pri

kaz

ati

nas

taja

nje

i

rast

var

anje

tal

og

a.

Jednačinama

pri

kaz

ati

reak

cije

ko

je s

e o

dv

ijaj

u p

ost

epen

im d

od

atk

om

NaO

H u

viš

ku

na

rast

vo

r A

lCl 3

(ili

nek

e d

rug

e al

um

inij

um

(III

)-so

li).

Isto

, al

i d

rug

ačij

e fo

rmu

lisa

no

:

18

8.Jednačinom

pri

kaz

ati

reak

ciju

ko

jase

od

vij

a d

ejst

vo

m N

aOH

u v

išk

u n

a ra

stv

or

Al(

NO

3) 3

(ili

nek

e d

rug

e al

um

inij

um

(III

)-so

li).

9. Jednačinom

pri

kaz

ati

reak

ciju

ko

jase

od

vij

a d

ejst

vo

mN

H3

u v

išk

u n

a ra

stv

or

Al(

NO

3) 3

(ili

nek

e d

rug

e al

um

inij

um

(III

)-so

li)

10

. K

ako

rea

gu

je v

od

eni

rast

vo

r K

Al(

SO

4) 2

·12

H2O

? Z

ašto

?

11

. K

oje

od

sle

deć

ih j

edin

jen

ja s

e m

ože

ko

rist

iti

za n

eutr

alis

anje

HC

l:11

. K

oje

od

sle

deć

ih j

edin

jen

ja s

e m

ože

ko

rist

iti

za n

eutr

alis

anje

HC

l:

a)A

l 2(S

O4) 3

·nH

2O

b)

AlC

l 3·6

H2O

c) A

l(O

H) x

(PO

4) y

Zaš

to?

19