GRUPA BORA

GRUPA BORA

B – redak element u obliku minerala

Al – najrasprostranjeniji metal u Zemljinoj kori‐ruda boksit: smeša oksida i hidroksida

AlOx(OH)3‐2x , 0 < x < 1

Ga, In, Tl – prate rude Zn kao sulfidi

GRUPA BORA

13    14    15   16   1713    14    15   16   17

Grupa velikog kontrasta između 1. i 2. člana

Metali

Nemetal

GRUPA BORA

Tipični oksidacioni brojevi

Elektronska konfiguracija    ns2np1

‐maksimalni oksidacioni broj III

I, III

‐ B gradi jedinjenja kovalentnog tipa‐ veliki udeo kovalentne veze kod ostalih članova grupe‐ sa porastom Z

opada stabilnost jedinjenja IIIraste satbilnost jedinjenja I

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

• mek, srebrnasti metal• niska temperatura topljenja 660 oC• mala gustina

DOBIJANJE‐ iz rude boksita: 

I faza: prečišćavanje boksita i dobijanje Al2O3 ‐glinica

II faza: elektroliza rastopa glinice

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

DOBIJANJE

I faza: prečišćavanje boksita i dobijanje Al2O3 ‐glinica

Al2O3(s) + 2 OH– + 3 H2O → [Al(OH)4]–

+ talog nečistoća(crveni mulj)

‐ razblaživanje

2 [Al(OH)4]– → Al2O3⋅3H2O(s) + 2OH–

Al(OH)3 – hidratisana glinica

‐ žarenjeAl2O3⋅3H2O(s) → Al2O3(s) +3 H2O(g)

‐ tretiranje boksita koncentrovanim NaOH

Glinica: tt = 2000 oC

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

II faza: elektroliza rastopa gliniceDOBIJANJE

ANODA (petrol-koks)

KATODA (grafit)

Rastopljeni Al

Rastopljeni KRIOLIT

2Al2O3 → 4Al + 3O2Zbirna reakcija:

Smeša:Na3[AlF6] – kriolit (80 %)Al2O3 (2‐3 %)

CO i CO2

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

PRIMENA‐ proizvodnja Al veća od svih ostalih lakih i obojenih metala

ALUMINOTERMIJA

‐ najčešće legiran sa Mg, Si, Mn, Cu i Zn(poboljšanje mehaničkih svojstava – npr. čvrstoće)

Al kao redukciono sredstvo pri dobijanju drugih metala iz oksida(Al →Al2O3)

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

REAKCIJE ALUMINIJUMA

Al3+ + 3e– → Al(s) Eө= – 1,68 V

Zbog pasiviranja (stvaranja Al2O3) ne reaguje sa kiselinamakoje imaju oksidaciona svojstva, ni sa vodom

2Al(s) + 6H+ → 2Al3+ + 3H2(g)

‐ sa kiselinama koje nemaju oksidaciona svojstva

‐ sa jakim bazama

2Al(s) + 2OH– + 6H2O → 2[Al(OH)4]– + 3H2(g)

[Al(OH)4]– + 3e– → Al(s) + 4OH– Eө= – 2,31 V

Karakteristični OKSIDACIONI BROJ III

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

ALUMINIJUM‐OKSID Al2O3 (alumina)

Najstabilnija kristalana modifikacija je α‐Al2O3 ‐ korund

‐ tvrda supstanca (9 po Mosovoj skali)‐ visoka temperatura topljenja‐ inertan‐ vrlo stabilan 

• svojstva

• primena‐ abrazivno sredstvo‐ sastojak keramičkih materijala

• dobijanje‐ žarenje Al(OH)3 ili soli iznad 800 oC

safir

rubin

uz prisustvojonskih primesa

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

ALUMINIJUM‐HIDROKSID Al(OH)3

slabo rastvorljivamfoteran

Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH‐ → [Al(OH)4]–

(na pH ≈ 9)

SOLI ALUMINIJUMA‐ najvažnije

Al‐halogenidi – Fridel‐Kraftsovi katalizatoriAl2(SO4)3 – prečišćavanje vode

GRUPA BORA ‐ ALUMINIJUM

[Al(H2O)6]3+

[Al(H2O)6]3+ + H2O  [Al(OH)(H2O)5]2+ + H3O+

‐ bezbojan‐ hidrolizuje:

DVOJNE SOLI ‐ STIPSE

MAl(SO4)2∙12H2O    M – Na+, K+, NH4+

KAl(SO4)2∙12H2O    ‐ aluminijumova stipsa – za zaustavljanje krvarenja

Sadrži hidratisani Al3+,koji u prisustvu vlage hidrolizuje i 

snižava pH       sužavanje krvnih sudova