Triely – prvky III.A skupiny, bór (5B)

Prezentace na téma: "Triely – prvky III.A skupiny, bór (5B)"— Transkript prezentace:

1 Triely – prvky III.A skupiny, bór (5B)
výskyt: borax (tinkal) - Na2B4O7·10H2O průmyslová výroba: redukcí těkavých sloučenin bóru vodíkem na žhavém tantalovém vlákně: 2BCl3 + 3H2 → 2B + 6HCl

2 borax

3 fyzikální vlastnosti:
rhomboedrická α-forma bóru je nejjednodušší alotropická modifikace - obsahuje 12 atomů bóru v elementární buňce termodynamicky nejstálejší modifikace bóru se nazývá romboedrická modifikace β, má mnohem složitější strukturu se 105 atomy v elementární buňce bór má dva stálé izotopy extrémně tvrdá, žáruvzdorná látka vysoká teplota tání, malá hustota velmi malá elektrická vodivost práškové formy jsou černé

4 využití: používá se jako zušlechťující přísada do různých slitin lamináty s výztuží z vláken bóru - materiály pro civilní letadla, kostry jízdních kol, golfové hole, tenisové rakety

5 kyselina trihydrogenboritá
sloučeniny: oxid boritý bezbarvá látka v žáru tvoří hmotu podobnou sklu ve vodě se snadno rozpouští za vzniku kys. trihydrogenborité: B2O3 + 3H2O → 2H3BO3 využití – sklářský průmysl (borosilikátová skla např. Pyrex - malý koeficient tepelné roztažnosti) kyselina trihydrogenboritá bílé průhledné krystaly, dobře rozpustné v horké vodě a alkoholu velmi slabá kyselina využití - příprava borové vody (3% vodný roztok)

6 hliník (13Al) výskyt: bauxit – hornina obsahující dihydrát oxidu hlinitého, oxidy železa, hydroxidy hliníku kryolit - Na3AlF6 korund - Al2O3, mnohé drahokamy jsou nečistou formou Al2O3 – např. rubín, safír kaolinit – Al2(OH)4Si2O5 granát – křemičitan s proměnlivým obsahem vápníku, hořčíku a železa složka živců, slídy

7 těžba bauxitu

8 bauxit

9 rubín – obsahuje oxidy chrómu, safír – obsahuje oxidy titanu a železa

10 pyrop – český granát z Českého Středohoří, ve štěrcích ( Mg3Al2(SiO4)3 )

11 extrakce, čištění a dehydratace bauxitu Al2O3 . 2 H2O
průmyslová výroba: extrakce, čištění a dehydratace bauxitu Al2O3 . 2 H2O bauxitová ruda se zahřívá s roztokem NaOH, ve kterém se rozpustí hliníková složka na tetrahydroxohlinitan sodný Na[Al(OH)4] nerozpustné složky ve vodě se odfiltrují z hlinitanu získáme Al(OH)3 zaváděním CO2: 2Na[Al(OH)4] + CO2 → 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2O žíháním vzniklého Al(OH)3 se připraví čistý Al2O3 elektrolýza Al2O3 v roztaveném kryolitu, snižuje teplotu tání korundu hliník se vylučuje na uhlíkové katodě, kyslík na uhlíkové anodě, která uhořívá za vzniku CO

12 fyzikální vlastnosti:
nízkotající stříbrošedý kov lehký měkký kujný, tažný malá hustota výborná tepelná a elektrická vodivost odolný vůči korozi

13 využití hliníku

14 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
chemické vlastnosti: na vzduchu se pokrývá vrstvičkou Al2O3, která brání dalším reakcím s vodou nereaguje rozpouští se v neoxidujících kyselinách a alkalických hydroxidech za vývoje vodíku: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 koncentrovaná HNO3 hliník za studena pasivuje, vzniká ochranná vrstva Al2O3

15 hliník ochotně reaguje s kyslíkem, tohoto se využívá v tzv
hliník ochotně reaguje s kyslíkem, tohoto se využívá v tzv. aluminotermii - metoda výroby některých kovů z jejich oxidů za použití hliníku jako redukčního činidla při uvedené reakci se také uvolňuje značné množství tepla a teplota dosahuje dostatečných hodnot pro roztavení např. kovového chromu nebo železa: Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3 Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3 ( svařování kolejnic)

16 využití: výroba vodičů letecký a automobilový průmysl – slitina dural – hořčík, měď, mangan, hliník výroba kuchyňského nádobí – příbory výroba CD nosičů – povrh tvořený hliníkem a stříbrem obalový materiál v potravinářském průmyslu – alobal redukční činidlo

17 sloučeniny: tetrahydridohlinitan lithný bílá krystalická látka redukční a hydrogenační činidlo v anorganické a organické chemii

18 katalyzátor v organické chemii (Friedel-Craftsova syntéza)
chlorid hlinitý krystalická látka využití: katalyzátor v organické chemii (Friedel-Craftsova syntéza) Lewisova kyselina hexafluorohlinitan trisodný tavící příměs při výrobě Al výroba mléčného skla

19 oxid hlinitý v přírodě jako minerál korund s různými odrůdami, lze jej však vyrobit i uměle velká tvrdost (9) vysoká teplota tání bílý prášek amfoterní s kyselinami tvoří soli hlinité: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O s hydroxidy tvoří hlinitany: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]

20 využití: nosič katalyzátorů, např. platiny používaný při hydrogenačních reakcích smirek (zrnitá podoba korundu znečištěná oxidem železitým a křemičitým)

21 hydroxid hlinitý bílá látka amfoterní charakter – s kyselinami vznikají hlinité soli: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O s alkalickými hydroxidy vznikají rozpustné hydroxohlinitany: Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

22 využití – cihly, tašky, hrnčířské zboží
hlinitokřemičitany hlíny a kaolín rozmícháním s vodou vytvoří soudržnou hmotu, kterou lze formovat nebo řidší odlévat do forem po vypálení ztrácí vodu – vznikají tak keramické výrobky (pórovitý povrch ) keramické výrobky se opatřují glazurou využití – cihly, tašky, hrnčířské zboží