Reporte de práctica de Laboratorio,

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Universidad Autónoma de Nuevo León

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

LICENCIATURA EN QUÍMICA INDUSTRIAL

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Práctica No. 6

Elementos del grupo 13 (IIIA)

Objetivo:

• Comprobar experimentalmente las propiedades en los elementos del grupo 13 (IIIA), así como la de sus compuestos

Competencias:

• Comprueba de manera experimental las propiedades de los elementos del grupo 13 (IIIA).
• Obtiene de manera experimental compuestos con Boro y Aluminio.
• Realiza la separación cualitativa del aluminio y lleva a cabo su reacción de identificación.

Introducción:

El elemento metálico aluminio (Al), es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre. En la naturaleza, solo puede ser encontrado en compuestos químicos con otros elementos como el azufre, el silicio y el oxígeno.

Como sabemos, el aluminio es utilizado de muchas maneras, como empaque para productos alimenticios, placas, carrocería, entre otras; pero, si el aluminio puro no lo encontramos de manera natural, ¿cómo es que se produce? La materia prima más utilizada para la producción de aluminio es la bauxita, la cual es una piedra compuesta principalmente por óxidos de aluminio hidratados que se encuentra principalmente alrededor del ecuador.

El proceso de producción es:

• La bauxita es transportada a plantas en donde es triturada al  pasarla a través de un molino.
• Después la bauxita se lava utilizando una solución caliente de hidróxido de sodio, lo cual provoca que se disuelvan  los minerales de aluminio, mientras que otros componentes de la bauxita permanecen sólidos. Las reacciones llevadas a cabo son:

Al(OH)3 + OH- + Na* → Al(OH)4- + Na*

AlO(OH) + OH- + H2O + Na* → Al(OH)4- + Na*

• Los sólidos no deseados son separados de la solución de Al(OH)4- por medio de decantación.
• La solución de Al(OH)4- libre de impurezas, se precipita formando hidróxido de aluminio puro, operando a una baja temperatura. La reacción es:

Al(OH)4- + Na* → Al(OH)3 + OH- + Na*

• La solución de sosa libre de aluminio se concentra en unos evaporadores y se recicla al comienzo del proceso.
• El hidróxido se calienta a unos 1050°C, en una operación llamada calcinación, para convertirlo en alúmina, liberando vapor de agua al mismo tiempo, la reacción es:

2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O

• Por último, la alúmina es utilizada para producir el aluminio por medio de electrolisis.

Usos industriales del galio (Ga), indio (In) y talio (Tl).

Galio:

• El uso principal del galio es en semiconductores donde se utiliza comúnmente en circuitos de microondas y en algunas aplicaciones de infrarrojos.
• Se utiliza en la producción de espejos.
• En la generación de hidrogeno: cuando el galinstano se aplica a aluminio de modo que reaccione con el agua para producir hidrogeno.
• Como componente en algunos paneles solares.

Indio:

• En la fabricación de aleaciones de bajo punto de fusión.
• Se usa en aleaciones para prótesis dentales y motores eléctricos, en varillas de control de reactores nucleares.
• En la fabricación de espejos.
• Fabricación de componentes eléctricos.

Talio:

• El sulfuro de talio se emplea en la fabricación de células fotoeléctricas sensibles a las radiaciones infrarrojas.
• Aleado con mercurio forma una aleación líquida que congela a -60ºC y se utiliza para termómetros de bajas temperaturas.
• También se usa en algunos tipos de aleaciones, como el metal Wiga (Sn, Bi y Ga).

Importancia biológica de los boratos.

• Minerales de borato como Ulexita y Colemanita, además de boratos refinados y productos de boro, son aditivos importantes encontrados en muchas formulaciones utilizados en las operaciones de petróleo, gas natural y gas de esquisto para maximizar producción y mejorar el rendimiento. 
• Los numerosos beneficios de los minerales de boratos y productos de boratos continúan a ayudar las compañías petroleras y gaseras a reducir los gastos de operación, lo cual por ende ayuda al medio ambiente.
• Los boratos son esenciales para las plantas.
• Se usa para conservar la madera y para la producción de algunos fungicidas.

Parte experimental:

1. [pic 7]2H2BO3(s)                    B2O3(s)+3H2O(g)[pic 8][pic 9]

1. [pic 10]B2O3(s)+H2SO4(ac)+6CH3-OH(l)            2(CH3)3BO3(ac)++3H2O(ac)[pic 12][pic 11]
2. Lijar aluminio

1. [pic 13]Al(s)+6H2O(l)             [pic 15][pic 14]

1. 2Al(s)+3Hg(NO3)2(ac)            2Al(NO3)3(ac)+3Hg(s)[pic 16]

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1. [pic 18]2Al(s)+HNO3(ac)               No RXn [pic 19]

1. [pic 20]2Al(NO3)3(ac)+ HNO3(ac)               33NO2(g)+3H2O(l)+[pic 22][pic 21]

1. +3NH4OH(ac)→Al(OH)3(s)+3NH4+[pic 23]

Al(OH)3(s)+2NH4++S2-→NO Rx

[pic 24]Al(OH)3+3H+→+3H2O[pic 26][pic 25]

+Aluminon→Al-C18H11O3(OONH4)3(s)[pic 27]

Resultados

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