GRUPO IIIAEVELIN Y ADRIANA

ELEMENTOS DEL GRUPO IIIABOROALUMINIOGALIOINDIOTALIOTUSFRANO

EL BOROEl boro es un elemento químico de la tabla periódica que tiene el símbolo B y numero atómico 5, su masa es de 10,811. Es un elemento metaloide,semiconductor, trivalente que existe abundantemente en el mineral bórax. Hay dos alotropos del boro; el boro amorfo es un polvo marrón, pero el boro metálico es negro. La forma metálica es dura (9,3 en la escala de Mohs) y es un mal conductor a temperatura ambiente. No se ha encontrado libre en la naturaleza.

El ALUMINIOEl aluminio es un elemento atomico, de símbolo Al y numero atomico 13. Se trata de un metal no ferromagnetico Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.  En estado natural se encuentra en muchos silicatos(feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 Mapa). Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX el metal que más se utiliza después del acero.

EL GALIOEl galio es un elemento quimico de la tabla periodica

de número atómico 31 y símbolo Ga.El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido yplateado brillante al solidificar, sólido deleznable a bajas

temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la del ambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se sostiene en la mano por su bajo punto de fusión (28,56 °C). El rango de temperatura en el que permanece líquido es uno de los más altos de los metales (2174 °C separan sus puntos de fusión y ebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas. El metal se expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que el hielo en el agua.

INDIOEl indio es un elemento químico de numero

atomico 49 situado en el grupo 13 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es In. Es un metal poco abundante, maleable, fácilmente fundible, químicamente similar al aluminio y al galio fuente de obtención de este metal es a partir de las minas de cinc). Entre otras aplicaciones, se emplea para formar películas delgadas que sirven como películas lubricantes.

EL TALIOEl talio es un elemento químico de la tabla

periódica cuyo símbolo es Tl y su numero atomico es 81. Este metal del bloque p gris, blando y maleable es parecido al extraño, pero se decolora expuesto al aire. Es muy tóxico y se ha empleado como rodenticida e insectisida, pero este uso ha disminuido o eliminado en muchos países debido a sus efectos cancerígenos. También se emplea en detectores infrarrojos.

ESTADO NATURAL DEL BOROTiene el aspecto de un polvo amorfo marrón oscuro, de gran dureza (raya al rubí) y no reacciona fácilmente con el oxígeno, ni con el agua, ni con los ácidos y bases diluidos.

Se puede obtener boro cristalino disolviendo boro en aluminio fundido y enfriando lentamente. El boro cristalino es parecido al diamante en el aspecto y las propiedades ópticas, y es casi tan duro como él.

Aunque el boro tenga valencia +3 y su posición en el Sistema Periódico indicaría un gran parecido con el aluminio, es realmente mucho más semejante al carbono y al silicio en sus propiedades químicas. Su carácter semiconductor aumenta con la temperatura.

COMPUESTOS DEL BOROEL BORAX: es un compuesto importante del

boro.Es un cristal blanco y suave que se disuelve

fácilmente en agua. Si se deja reposar al aire libre, pierde lentamente su hidratación y se convierte en tincalconita (Na2B4O7 •5 H2O). El bórax comercial generalmente se deshidrata en parte.

COMPUESTOS DEL ALUMINIO Los compuestos del aluminio que revisten mayor importancia comercial

son el oxido del aluminio (v.ALUMINA) y el sulfato de aluminio.( ALUMBRES).EL ACETATO DE ALUMINIO, Al(C2H3O2)3 , se emplea

en grandes cantidades de catalizador para la elaboración de muchos productos químicos orgánicos y como mordiente en colorantes. Interviene también en la composición de materiales refractarios e impermeables. El borato de aluminio 2ª122º3B2O33H2O, se utiliza para la fabricación de determinados tipos de vidrio y esmalte de alfarería. El citrato de aluminio A1C6H5O7 es usado por los fabricantes de artículos de perfumería como elemento esencial en la fabricación de desodorantes para esta misma finalidad se utilizan otros compuestos de aluminio como el cloruro y el sulfato. El cloruro de aluminio CL3A1 s emplea en uno de los procesos de la elaboración de la gasolina y en la preparación de numerosos compuestos orgánicos. El hidróxido del aluminio A18(OH)3 es una substancia blanca gelatinosa que se obtiene por precipitación tratando una solución de sal aluminica con hidróxido amónico.

ESTADO NATURAL DEL ALUMINIOSe encuentra normalmente en forma de silicato de aluminio puro o

mezclado con otros metales como sodio, potasio, hierro, calcio y magnesio, pero nunca como metal libre. Los silicatos no son menas útiles, porque es extremamente difícil, y por tanto muy caro, extraer el aluminio de ellas. La BAUXITA, un óxido de aluminio hidratado impuro, es la fuente comercial de aluminio y de sus compuestos.

En 1886, Charles Martin Hall en Estados Unidos y Paul L. T. Héroult en Francia descubrieron por separado y casi simultáneamente que el  oxido de aluminio  se disuelve en criolita fundida (Na3AlF6), pudiendo ser descompuesta electrolíticamente para obtener el metal fundido en bruto. El proceso Hall-Héroult sigue siendo el método principal para la producción comercial de aluminio, aunque se están estudiando nuevos métodos. La pureza del producto se ha incrementado hasta el 99,5% de aluminio en los lingotes comerciales; más tarde puede ser refinado hasta un 99,99 %.

No se presenta nunca en estado nativo, abunda mucho en la naturaleza formando minerales.

OBTENCION DEL BOROLa obtención de boro elemental en estado puro es

terriblemente compleja, debido a su elevado punto defusión y a lo corrosivo de la disolución. Sólo esposible su preparación en grandes cantidadesrenunciando a la pureza, que como máximo será de un95-98%. El boro en estado amorfo puede obtenerse aescala comercial a partir de su óxido (B2O3) porreducción con magnesio metálico, posteriormente selava energéticamente con un álcali, con ácidoclorhídrico y por último con ácido fluorhídrico. Elóxido de boro se obtiene por fusión del ácido bórico(B(OH)3), el cual a su vez proviene del bórax(Na2B4O7·10H2O).

 Reducción de B2O3 con Mg: B2O3 + 3Mg ® 2B + 3MgO

OBTENCION DEL ALUMINIOEl proceso más utilizado para producir alúmina a partir de

bauxita es el método de Bayer, este proceso consiste en un lavado de la bauxita para la remoción de arcilla, luego, se digiere con un baño sosa cáustica, para que, se forme a partir de la reacción,   un tri-hidróxido de aluminio, que se transforma en alúmina tri-hidratada, que luego se puede tratar, a partir de la electrólisis, por medio del proceso de Hall-Heroult, que consiste una caja de acero, a manera de celda electroquímica, revestida interiormente de carbono. En ella se colocan los ánodos de carbono, en los cuales por una reacción electrolítica, éstos se recubren con el aluminio, por medio de la atracción electrostática, de los iones en solución acuosa, con aluminio. Ya que toda la deposición de aluminio es por la propia reacción de anodizado (electrólisis), este proceso consume una alta cantidad de energía eléctrica, lo que eleva los costos del proceso, aparte de los costos de los reactivos incluidos en el mismo.

USO DE LOS PRINCIPALES COMPUESTOS

EL BORAX el bórax se puede obtener de forma artificial mediante procesos industriales a los que se somete a los compuestos del boro para sintetizarlos. En reacciones químicas, el bórax puede comportarse como ácido y como base, lo que se conoce como comportamiento anfótero. Esta característica permite que el pH del bórax sea regulado tanto en disoluciones como en productos químicos que tienen base acuosa. También, el bórax tiene la capacidad de disolver óxidos metálicos al fusionarse con ellos. Si su pH oscila entre 12 y 13 mejora su comportamiento disolutivo.

APLICACIONES Detergentes- Pesticidas- Suavizantes- Jabones- Producción de joyería- Fabricación de esmaltes- Pulido de piedras preciosas- Soldaduras- Taxidermia (como conservador y curtidor de

pieles), entre otros.

LA ALUMINALa alúmina tiene usos importantes como catalizador y

portador de catalizadores, y para este fin se emplean diversos tipos, según las características que se deseen.

La alúmina empleada como portador de catalizadores puede modificar notablemente la función del catalizador aunque por si misma tenga poca actividad respecto de la reacción catalizada. Es necesario escoger el tipo adecuado de alúmina para determinada aplicación. Además es preciso determinar la cantidad de agente activo que ha de sostener la alúmina, considerando debidamente la actividad, estabilidad y el costo de la composición.

PRINCIPALES DESCUBRIDORES

DESCUBRIDOR DEL BOROJOSEPH-LOUIS-GAY-LUSSAC

Hijo de Antoine Gay-Lussac, abogado y procurador deLuis XVI. Realiza sus primeros estudios en su región natal hasta que, en 1794, se dirige a París. En 1797 será aceptado en la École Polytechnique, fundada tres años antes; saldrá de allí en 1800  para ingresar en la École des Ponts et Chaussées. Pero la profesión de ingeniero no le atraía, así que pasará cada vez más tiempo en la Polytechnique asistiendo a Claude Louis Berthollet, participa activamente en la Société d'Arcueil fundada por este durante más de doce años.

A la edad de 23 años, en enero de 1803, presenta al Instituto (la Académie des sciences) su primera memoria, "Recherches sur la dilatation des gaz", verificando descubrimientos realizados por Charles en1787. En 1804 efectúa dos ascensos en globo aerostático, alcanzando una altura de 7000 metros.

En enero de 1805 presenta al Instituto una nueva memoria, en la que formula su primera ley sobre las combinaciones gaseosas (Primera ley de Gay-Lussac), y emprende luego un viaje por Europa junto a su amigo Humboldt  para estudiar la composición del aire y el campo magnético terrestre.

Es elegido miembro del Instituto en 1806, y dos años después se casa con Geneviève Rojot(1785-1876), con quien tendrá cinco hijos. En la Polytechnique comienza experimentos con una gigantesca pila de Volta de 600 pares de placas de cobre y zinc de 900 cm² cada una. Descubre, juntoThénard, el boro y el potasio, y formula su segunda ley "Sur la combinaison des substances gazeuses".

DESCUBRIDOR DEL ALUMINIOHANS CHRISTIAN OERSTED

InfluidO POR SU padre, que era farmacéutico, se orientó por los estudios de farmacia en 1797, al cumplir los veinte años. Tres años después, se licenció en medicina, lo que le hubiese podido servir para asegurarse un futuro como médico.Sin embargo, su pasión por la física-química -y en especial por las fuerzas electroquímicas- que permanecía intacta unida a un interés creciente por la filosofía de la Naturaleza, desencadenaron todas sus reflexiones y explican en buena medida las razones por las que se interesó por los trabajos de J. W. Ritter sobre el galvanismo.De regreso de su estancia por estudios en parís, en donde conoció, entre otros, a Georges Cuvier  y Jean-Baptiste Biot, trabajó en estrecha colaboración con J. W. Ritter y se convirtió, a la muerte de éste, en su heredero espiritual.En 1825 realizó una importante

contribución a la química, al ser el primero en aislar y producir aluminio.Murió en Copenhague el 9 de marzo de 1851. La población danesa sintió mucho su muerte puesto que gracias a sus descubrimientos y a sus dotes de orador, había contribuido a transmitir una imagen activa y positiva de Dinamarca.

USOS DEL GALIOEl bajo punto de fusión y el alto punto de

ebullición del metal lo hacen idóneo como líquido termométrico en termómetros de alta temperatura. Ciertos compuestos de galio (GaAs y GaP) son buenos semiconductores y se usan en la fabricación de componentes electrónicos como transistores, rectificadores, células fotoeléctricas y diodos láser y máser.

También se usa en algunos tipos de aleaciones, como el metal Wiga (Sn, Bi y Ga).

USOS DEL INDIOSe utiliza como recubrimiento electrolítico contra el desgaste

en piezas de aleaciones antifricción.Se usa también en aleaciones para prótesis dentales y

motores eléctricos, en varillas de control de reactores nucleares.

Algunas aleaciones de indio tienen un bajo punto de fusión. Por ejemplo, una aleación con un 24% de indio y un 76% de galio es líquida a la temperatura ambiente.

Ciertos compuestos de indio (InAs e InSb) tienen propiedades únicas como semiconductores, por lo que se utilizan en la fabricación de muchos componentes electrónicos.

Los espejos hechos con indio son ópticamente tan buenos como los de plata, pero superan a éstos en la resistencia a la corrosión atmosférica.

USOS DEL TALIOAleado con mercurio forma una aleación líquida que

congela a -60ºC y se utiliza para termómetros de bajas temperaturas. El sulfato de talio, que es inoloro, insípido y muy venenoso, se usa para exterminar roedores e insectos.

El sulfuro de talio se emplea en la fabricación de células fotoeléctricas sesibles a las radiaciones infrarrojas.

En algunos sistemas militares de comunicación se han utilizado los cristales de bromoyoduro de talio como transmisores de la radiación infrarroja y los cristales de oxisulfuro de talio como receptores de la misma.