quimica general e inorganica facultad de farmacia y bioquimica (uba)

1. Grupo 13 Química General e Inorgánica Clase 29 30 de mayo de 2005 Dr. Pablo Evelson

2. Metales Metaloides No Metales Tabla periódica moderna

3. Grupo 13

4. B Al Ga In Tl No metal Metal Metal Metal Metal No se encuentra libre en la naturaleza Grupo 13 El metal más abundante en la corteza terrestre (7,5%) Es importante desde el punto de vista de su toxicidad Metal blanco plateado Metal blanco

5. Boro Aluminio Galio Indio Talio Grupo 13

6. 11,87 1460 304 204,4 Tl Talio 81 7,29 2050 157 114,8 In Indio 49 5,91 2070 30 69,7 Ga Galio 31 2,70 2350 660 26,9 Al Aluminio 13 2,47 3700 2030 10,8 B Boro 5 Densidad (g/mL) Punto de ebullición ( °C) Punto de fusión ( °C) Peso Molecular Símbolo Nombre Z Propiedades físicas

9. Efecto del par inerte (II) Un electrón s puede ser localizado muy cerca del núcleo y puede penetrar los niveles internos.

10. Efecto del par inerte (III) Un electrón p penetra mucho menos porque los orbitales p poseen un nodo que pasan por el núcleo.

11. Efecto del par inerte (IV)

12. El boro se obtiene a partir del bórax. El bórax es la sal hidratada del ácido tetrabórico: Na 2 B 4 O 7 .10 H 2 O. Boro

13. Hidruros Compuestos iónicos Estructura polimérica Unidades moleculares discretas

14. Diborano (B 2 H 6 ) Hidruros del boro

15. Diborano (B 2 H 6 ) Hidruros del boro (II) B B H Enlace de tres centros

16. Ácido Bórico (H 3 BO 3 ) B(OH) 3 + H 2 O B(OH) 4 - + H + K a = 4 x 10 -10 Se utiliza en solución acuosa como antiséptico débil.

18. Proceso Hall (1886) Al 2 O 3 disuelto en criolita (Na 3 AlF 6 ) fundida Aluminio fundido + - Ánodos de grafito Cátodo de grafito

19. Proceso Hall (II) Ánodo (oxidación): 3 [ 2 O 2 - O 2 (g) + 4 e - ] Cátodo (reducción): 4 [ Al 3+ + 3 e - Al (l) ] El oxígeno reacciona con los ánodos de carbono para formar CO, que se libera como gas. Proceso global: 2 Al 2 O 3 4 Al (l) + 3 O 2 (g)

20. Proceso Hall (II) 4000 kg de bauxita ( ~ 50% de Al 2 O 3 ) 1900 kg de Al 2 O 3 Celda electrolítica 1000 kg de Al 70 kg de criolita 450 kg de ánodos de C 56 x 10 9 J de energía (4,5 V, 10 5 A)

23. Corindón (alúmina  )

24. Rubí (Cr 3+ ) Zafiro (Fe 3+ y Ti 4+ ) Topacio (Fe 3+ ) Formas impuras de alúmina 

26. Carácter ácido del catión Al 3+ Al(H 2 O) 6 3+ + H 2 O Al(H 2 O) 5 (OH) 2+ + H + K a = 1 x 10 -5

30. Estructura de la celulosa

31. Galio, indio, talio Galio Indio Talio

32. Propiedades químicas 2 E (s) + 6 H 2 O (l) + 2 OH - (ac) —  E(OH) 4 2- (ac) + 3 H 2 (g), E = Al, Ga Base 2 E (s) + 6 H 3 O + (ac) —  E 3+ (ac) + 6 H 2 O (l) + 3 H 2 (g), E = Al, Ga, Tl Ácido 2 Tl (s) + 2 H 2 O (l) —  2 TlOH (ac) + H 2 (g) Agua 2 B (s) + 3 X 2 (g, l, s) —  2 BX 3 (g) 2 E (s) + 3 X 2 (g, l, s) —  E 2 X 6 (s) E = Al, Ga, In 2 Tl (s) + X 2 (g, l, s) —  2 TlX (s) Halógeno (X 2 ) 2 E (s) + N 2 (g) —  2 EN (s), E = B, Al Nitrógeno 4 E (s) + 3 O 2 (g) —  2 E 2 O 3 (s) Oxígeno Reacción con el elemento (E) del grupo 13 Reactivo

33. Preguntas tipo Preguntas 70 y 71 Pregunta 70: a) Describa con ecuaciones químicas balanceadas las propiedades anfóteras del aluminio elemento y del óxido de aluminio. Describa el uso del óxido de aluminio (alúmina  ) en el laboratorio y del hidróxido de aluminio como antiácido estomacal (use los valores de pH de las suspensiones de hidróxido de aluminio, pH = 8,0, y del contenido gástrico, pH 1,4-1,6). b) Describa las relaciones diagonales entre elementos de la tabla periódica e indique alguno de esos pares de elementos. Pregunta 70: a) ¿Que son las alúminas  y  ? Las variedad de alúmina  o corindón impuras son piedras preciosas. Asocie los nombres de las piedras (1. rubí; 2. zafiro; 3. topacio) con las correspondientes impurezas (a) Fe 3+ ; (b) Cr 3+ ; (c) Fe 3+ y Ti 4+ ). b) Describa las propiedades y usos del aluminio metálico. Describa el proceso Hall de obtención electrolítica de aluminio metálico desarrollado en 1886 (utilizado por Aluar en Puerto Madryn y por numerosas compañías en el mundo).