triely – prvky iii.a skupiny, bór ( 5 b)
DESCRIPTION
Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B). výskyt: borax (tinkal) - Na2B4O7·10H2O průmyslová výroba: redukcí těkavých sloučenin bóru vodíkem na žhavém tantalovém vlákně: 2BCl3 + 3H2 → 2B + 6HCl. borax. fyzikální vlastnosti: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/1.jpg)
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
![Page 2: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/2.jpg)
borax
![Page 3: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/3.jpg)
• 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
![Page 4: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/4.jpg)
• 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
![Page 5: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/5.jpg)
• 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)
![Page 6: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/6.jpg)
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
![Page 7: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/7.jpg)
těžba bauxitu
![Page 8: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/8.jpg)
bauxit
![Page 9: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/9.jpg)
rubín – obsahuje oxidy chrómu, safír – obsahuje oxidy titanu a železa
![Page 10: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/10.jpg)
pyrop – český granát z Českého Středohoří, ve štěrcích ( Mg3Al2(SiO4)3 )
![Page 11: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/11.jpg)
• 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
![Page 12: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/12.jpg)
• fyzikální vlastnosti:
• nízkotající stříbrošedý kov • lehký • měkký • kujný, tažný • malá hustota • výborná tepelná a elektrická vodivost • odolný vůči korozi
![Page 13: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/13.jpg)
využití hliníku
![Page 14: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/14.jpg)
• 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 + 3H22Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
• koncentrovaná HNO3 hliník za studena pasivuje, vzniká ochranná vrstva Al2O3
![Page 15: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/15.jpg)
• 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)
![Page 16: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/16.jpg)
• 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
![Page 17: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/17.jpg)
• sloučeniny:
• tetrahydridohlinitan lithný
– bílá krystalická látka – redukční a hydrogenační činidlo v anorganické a
organické chemii
![Page 18: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/18.jpg)
• chlorid hlinitý
• krystalická látka • využití:
– katalyzátor v organické chemii (Friedel-Craftsova syntéza) – Lewisova kyselina
• hexafluorohlinitan trisodný • využití:
– tavící příměs při výrobě Al – výroba mléčného skla
![Page 19: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/19.jpg)
• 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]
![Page 20: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/20.jpg)
• využití:
– nosič katalyzátorů, např. platiny používaný při hydrogenačních reakcích
– smirek (zrnitá podoba korundu znečištěná oxidem železitým a křemičitým)
![Page 21: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/21.jpg)
• 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]
![Page 22: Triely – prvky III.A skupiny, bór ( 5 B)](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012314/56812a8d550346895d8e375d/html5/thumbnails/22.jpg)
• 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