Familia 13 Boro, Alumínio

Introdução.

O boro é um não-metal e sempre forma ligações covalentes, possuindo hibridização sp2 suas ligações formam um ângulo de 120° entre si, não possui tendência a formar compostos monovalentes, e todos compostos BX₃ são deficientes de elétrons podendo receber mais um par de elétrons de outro átomo, formando uma ligação coordenada, o boro tambem forma diversos compostos quais os átomos se dispõem numa estrutura semelhante a um “cesto” aberto. O boro é raro porem conhecido por causa do bórax Na₂[B₄O₅(OH)₄].8H₂O e da Kernita Na₂[B₄O₅(OH)₄].2H₂O. Uma importante aplicação do boro é na fabricação de barras de controle, de aço-boro ou de carbetos de boro, para reatores nucleares, pois possui elevada seção transversal de captura de nêutrons.

Os elementos Al, Ga, In e Tl formam compostos trivalentes. Os elementos mais pesados apresentam o “efeito do par inerte”, de modo que os compostos monovalentes adquirem importância crescente na sequencia Ga<In<Tl. Esses quatro elementos são mais metálicos e iônicos que o boro. São metais moderadamente reativos, e seus compostos se situam no limite entre aqueles com carácter iônico e covalente. Muitos de se seus compostos são covalentes quando anidros, mas formam íons em solução.

O alumínio é o metal mais abundante e o terceiro elemento mais abundante, em pesodo,(depois do oxigênio e do silício) da crosta terrestre, sendo o minério mais importante a bauxita nome genérico para minerais como Al₂O₃.3H₂O e Al₂O₃.H₂O.

Gálio, Indio e Tálio, ocorrem na forma de sulfetos e são menos estudados, pois não são encontrados na forma de minérios concentrados e suas aplicações são restritas.

Procedimento experimental.

• Colocou se uma ponta de espátula de ácido bórico em um tubo de ensaio seco e foi aquecido no bico de bunsen, verificou-se a formação de um sólido trasparente.

• Dissolveu-se uma ponta de espátula de ácido bórico em água destilada e verificou-se o ph igual a 6, em seguida fez-se o mesmo com tetraborato de sódio e verificou-se o ph igual a 9.

• Foi colocado em 5 tubos de ensaio pedaços de alumínio, e colocado no primeiro tubo de ensaio HCl diluído (1 M), no segundo HCl concentrado, no terceiro H₂SO₄ diluído (1 M), no quarto H₂SO₄ concentrado, no quinto NaOH 10%, e no sexto tubo NH₄OH concentrado, e observou-se as reações.

• Com uma pinça metálica tomou-se um pedaço de alumínio e aqueceu na chama do bico de bunsen e observou-se em seguida tomou-se alumínio em pó metálico e foi colocado na chama do bico de bunsen com auxilio de uma espátula e observou-se.

• Pesou-se 1,3575g de alumínio metálico–se e transferiu-se para um béquer de 250 m, acrescentou 20 ml de solução aquosa de hidróxido de potássio 5 M, em seguida e deixou a solução na capela até que encerrasse toda a reação.

Em seguida filtrou-se a soluçao, e acrescentou-se cerca de 30 ml de ácido sulfúrico 9 M, para acelerar a reação foi adicionado cerca de 10 ml de ácido sulfúrico.

Esfriou-se a solução em um frezzer para cristalização do produto final.

Resultados e discuções

• Aquecendo ácido bórico sólido obtemos o trióxido de boro e é liberado vapor d’água (reação de desidratação), reação abaixo.

Δ 2H₃BO₃(s) → B₂O₃(s ) + 3H₂O(l)

• Dissolvendo ácido borico foi observado um pH igual a 6, levemente ácido isso se explica pelo fato do ácido borico somente reagir parcialmente com água, reação abaixo:

B(OH)₃(s) + 2H₂O(l) → H₃O⁺(l) + [B(OH)₄]⁻(aq)

• Dissolvendo tetraborato de sódio observou-se um pH igual a 9 não tão básico, isso ocorre pelo fato do tetraborato de sódio (bórax) ao ser dissolvido em água formar ácido bórico B(OH)₃ e o íon [B(OH)₄]⁻, sendo que somente o íon tem caracteristicas básicas.

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Reações com alumínio metálico.

• Com HCl diluído a reação demorou para iniciar, em seguida houve liberação de gás hidrogenio lentamente .

Com HCl concentrado observou-se uma reação rápida liberando uma quantidade grande de gás hidrogênio.

Com H₂SO₄ diluído a reação foi mais lenta do que com HCl diluído, em seguida também houve liberação de gás hidrogênio lentamente.

Com H₂SO₄ a reação foi rápida e com bastante liberação de gás hidrogênio, porém mais lenta que a reação com HCl concentrado.

Com NaOH 10% a reação foi rápida com liberação de gás hidrogênio.

Com NH₄OH não foi observado reação a principio.

Nas reações com ácidos sulfúrico e clorídrico, acontece uma reação de deslocamento pois o alumínio sendo mais reativo desloca o hidrogênio formando cloreto de alumíno na reação com ácido clorídrico, e sulfato