BORO E ALUMINIO

BORO E ALUMÍNIO

Aluno: Igor Marques Fonseca de Carvalho Matrícula: UC08079791

Taguatinga-DF, agosto de 2013

INTRODUÇÃO

Os elementos do grupo 13, boro, alumínio, gálio, índio e tálio, têm diferentes e interessantes propriedades químicas e físicas. O primeiro membro do grupo, o boro, é essencialmente não metálico, enquanto as propriedades dos outros elementos são claramente metálicas. O alumínio é o elemento comercialmente mais importante, sendo produzido em grande escala para uma grande variedade de aplicações.(1)

O grupo 13 da Tabela Periódica é o primeiro grupo do bloco p. Seus elementos possuem configuração eletrônica ns2np1 e seu maior numero de oxidação é +3. Entretanto, os elementos mais pesados do grupo também formam compostos com o metal no estado de oxidação +1, e este estado aumenta de estabilidade à medida que se desce no grupo. Esta tendência é particularmente evidente para os haletos. A estabilidade relativa de um estado de oxidação menor que o frequente do grupo se deve ao efeito do par inerte, um tema recorrente dentre os elementos do bloco p. Esse efeito é atribuído à grande energia necessária para remover os elétrons ns2 depois que o np1 foi removido.

A família do boro, como também é conhecido o grupo 13, apresenta também uma anomalia conhecida como efeito alternante. Esse efeito explica o fato de o gálio ser mais eletronegativo que o alumínio, mesmo estando em período maior. Isto é uma conseqüência do aumento da carga nuclear efetiva dos elementos 4p devido a presença dos elétrons 3d, que têm baixo efeito de blindagem.

O boro é uma exceção à regra do octeto, uma vez que se estabiliza com 6 elétrons na camada de valência (2 a menos que o convencional). O boro forma sempre ligações covalentes, em número de três e com ângulos de 120º, utilizando-se de hibridação sp2. Por apresentar um orbital vazio, esse elemento também pode atuar como ácido de Lewis nas reações químicas.

O alumínio é o metal mais abundante e o terceiro mais abundante, em peso, da crosta terrestre. Trata-se de um elemento essencialmente metálico, embora algumas vezes classificado como metalóide devido ao seu caráter anfotéro. É extraído da bauxita (Al2O3) através de uma eletrólise. Sua reação com o oxigênio forma uma camada de óxido que protege as partes mais internas do metal. Por isso ele é muito utilizado no revestimento de outros metais, como forma de proteção contra oxidação.

Os elementos do grupo 13 formam complexos com maior facilidade que os elementos do bloco s, por causa de seu menor tamanho e sua maior carga. Alguns complexos são tetraédricos com hidretos e haletos como o Li[AlH4] e H[BF4], entretanto a maioria deles é octaédrico, tais como o [GaCl6]-3, [InCl6]-3, [TlCl6]-3. Os complexos octaédricos mais importantes são aqueles formados com grupos quelantes, tais como β-dicetonas, íon oxalato, ácidos dicarboxílicos, pirocatecol, e também 8-hidroxiquinolina. Esse último é utilizado na determinação gravimétrica de alumínio.

OBJETIVOS

Observar as características e reatividade da Família 13

Sintetizar compostos de Boro e de Alumínio através de reações.

MATERIAIS E REAGENTES

Ácido Bórico

Óxido de boro

Manitol

Tetraborato de sódio

Solução 1% de fenolftaleína

Ácido sulfúrico concentrado

Tetrafluorborato de potássio

Tricloreto de alumínio

Lâminas de alumino

Soluções de HCl 1 M e 6 M

Solução deNaOH 10%

Amoníaco concentrado

Cloreto de mercúrio

Solução de cloreto de alumínio

Alúmen

Ácido perclórico

Cloreto de bário

Tubos de ensaio

Garra de madeira

Bico de Bunsen

Bastão de vidro

Fita de pH

Pipeta de Pasteur

Rolha vazada

PROCEDIMENTOS

BORO

Procedimento: Ácido Bórico, óxido de boro e boratos.

Aqueceu-se um pouco de ácido bórico (sólido) num tubo de ensaio seco.

Dissolveu-se um pouco de ácido bórico em água destilada e comprovou-se o pH da solução utilizando fitas de pH.

Adicionou-se à solução de ácido bórico o indicador fenolftaleína. Em seguida, adicionou-se certa quantidade de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH 10%) até que a solução adquirisse uma coloração rosa. Logo após, adicionou-se uma ponta de espátula de manitol (n-pentanopentol) e observou-se a variação do pH.

Dissolveu-se um pouco de tetraborato de sódio (borax) em água destilada e verificou-se o pH da solução com uma fita de pH.

Procedimento: Obtenção do éster metílico do ácido bórico B(OCH3)3.

Colocou-se num tubo de ensaio seco um pouco de ácido bórico e adicionou-se 1 mL de ácido sulfúrico concentrado e 2 mL de metanol.

Aqueceu-se o tubo de ensaio cuidadosamente e, com o auxílio de um palito de fósforo aceso, verificou-se a liberação de calor dos vapores na boca do tubo.

Procedimento: Obtenção de trifluoreto de boro.

Colocou-se num tubo de ensaio seco 1 g de tetrafluoroborato de potássio, 0,2 g de óxido de boro e 3 mL de ácido sulfúrico concentrado.

Fechou-se o tubo com uma