Potassio bromato sintesi
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Qualche tempo fa Chimico mi ha suggerito (grazie!) un video Youtube riguardo la preparazione del K bromato per elettrolisi. Recuperato il necessario (la cella, ved. post dedicato che ho messo a parte) ho effettuato la prova, con opportuni accorgimenti e osservazioni più accurate di quelle del video. Premetto che la sintesi viene bene ed il prodotto ottenuto (se ben lavato) è puro.
Ho preparato una soluzione satura di KBr (50 g in 80 ml di acqua), aggiungendo una puntina di spatola (meno di 1 g) di K2Cr2O7 come suggerito da tutte le fonti. Messa la soluzione nella cella (all'inizio quella provvisoria) ho cominciato l'elettrolisi regolando la corrente (non la tensione!) dell'alimentatore a 2 Ampere; sapendo l'area dell'anodo (circa 10 cm2) la densità di corrente è circa 20 A/dm2.
Nelle foto (fatte per prova in un becker) si vede l'inizio dell'ox, con il bromo che si forma all'anodo e scende verso il basso. Al catodo si svolge abbondantissimo idrogeno. Gli elettrodi in carbone si sono dimostrati adeguati; piccole quantità di carbonio si disgregano e passano nella soluzione, ma in quantità minima e separabile.
Diversamente dal video Youtube, la cella inoltre è stata posta sull'agitatore magnetico e la soluzione accuratamente mescolata durante tutto il tempo di elettrolisi.

Omettendo i passaggi redox --> bromuro --> bromo --> ipobromito --> bromato, la reazione riassuntiva è la seguente:

Br- + 3 H2O --> BrO3- + 3 H2

e poichè l'ox del Br passa da -1 a +5, vengono coinvolte sei moli di elettroni per mole di bromuro e quindi (leggi di Faraday) il rapporto bromato/corrente consumata è molto sfavorevole (serve una notevole quantità di corrente per ossidare poco bromuro).
Avviene anche in piccola parte la reazione secondaria:

6 BrO- + 3 H2O --> 2 BrO3- + 4 Br- + 6 H+ + 3/2 O2 + 6 e-

ed effettivamente si nota all'anodo un leggero svolgimento di ossigeno (notevole alla fine, quando la conc. di Br- è bassa, ma ciò non inficia la procedura).
Facendo il calcolo con la legge di Faraday, operando a soli 2 A il tempo necessario per l'ox si dimostra troppo lungo (35 ore) e quindi ho aumentato la corrente a 5 A (50 A/dm2) ed elettrolizzato per circa 10 ore; con questa corrente la soluzione si scalda molto per effetto Joule (circa 60-70°) e dopo qualche ora comincia a precipitare anche a caldo il bromato come polvere cristallina.
Durante la procedura l'ho separato tre volte per filtrazione per avere sempre una soluzione limpida (giallastra e scura, ma non nera e peciosa come nel video) e proceduto così per il totale delle 10 ore. Si poteva insistere per ottenere una maggior resa, ma mi sono stufato e fermato qui.
Raffreddata la cella con ghiaccio, ho filtrato e lavato tutti i precipitati raccolti con acqua ghiacciata, per perdere la minor quantità possibile di KBrO3 e nel contempo portar via la maggior quantità possibile di KBr residuo.
Alla fine ho ottenuto 29 g di puro KBrO3; volendo, lo si potrebbe ricristallizzare da acqua bollente per avere cristalli più grossi, ma se ne perde un po' e non è indispensabile.
Considerazioni finali: la sintesi ossidativa è utilitaristica per fini pratici (oltre al KBrO3 si può produrre anche lo iodato), ma come previsto è molto lunga e dispendiosa in corrente consumata (fa toccare con mano la seconda legge di Faraday: quello che ti frega sono i sei elettron/mole). Per il massimo rendimento (97%) la bibliografia consiglierebbe di usare anodi in titanio e catodi in acciaio inox: se riesco a trovare una lamina in titanio magari proverò la differenza, ma per i nostri scopi la sostanza non cambia.
L'ultima foto mostra i 29 g di KBrO3 bello cristallino, ossidante quanto basta...


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[-] I seguenti utenti ringraziano al-ham-bic per questo post:
**R@dIo@TtIvO**, Nexus, Nichel Cromo, Rocco451
Rimango sempre a bocca aperta davanti alle tue presentazioni, invoglieresti chiunque a ripetere la tua esperienza (me compreso). Complimenti per tutto l'approccio alla sintesi, sempre precisa e ben commentata asd

Avrei un paio di domande ;-)
A cosa potrebbe servire il bromato? Come ossidante forte? ad esempio potrebbe essere sostituito talvolta al permanganato di K, o comunque dove son richiesti forti ossidanti?!

Curiosità: molto carino "l'accrocchio" magneto rotante ;-) , l'avrai di certo autocostruito, ma toglimi una curiosità, ha anche la "retro"? Nel senso, può girare in senso orario/antiorario? ;-)

Ancora complimentoni asd

Ciao
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"L'accrocchio" magneto-rotante naturalmente è autocostruito e non ha la retromarcia! asd
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Ho fatto il bromato come sempre per puro divertimento e ricerca (ce l'avevo già come reagente); normalmente non è un sale molto usato, in analisi serve per la bromatometria (ved.) ed in chimica organica per certe bromurazioni. (Chimico ne sa qualcosa...).
E' un ossidante energico, si comporta in maniera molto simile al clorato.
C'è anche da dire che è una sostanza considerata molto probabilmente cancerogena, usata una volta addirittura come additivo alimentare O_O ed ora dovunque proibito.
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Il bromato è anche utilizzato per preparare bromo dal bromuro in estemporanea.
Questa trovo sia la sintesi più bella che sia apparsa fino a ora sul forum, meriteresti il premio (se ce ne fosse uno...), invece ti faccio una domanda: sei sicuro di non aver ottenuto anche il perbromato in questo processo? Lo ione BrO4 - esiste e si ottiene proprio per via elettrolitica.
Complimenti per la tua competenza "plastica" (nel senso di adattativa).*Hail*
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Thanks...
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Naturalmente NON sono sicuro di non aver ottenuto BrO4- *Si guarda intorno* , forse il discorso meriterebbe un approfondimento che potrebbe essere interessante. Vediamo di documentarci... ;-)
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Per la carità...ci sono più certezze circa l'esistenza degli UFO che del perbromato...
Tutto quello che so io, è che si ottiene per elettrolisi di soluzioni calde di bromato, similmente allo ione perclorato, a partire dal clorato.
Sono sempre stato affascinato dall'acido perbromico, ancora prima di sapere della sua esistenza. Un acido estremamente ossidante, inferiore solo alla serie degli ossiacidi dello xeno.
Sarei disposto a usare lamine di platino per ottenerlo...non so se mi spiego...asd
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Mi è venuta in mente una cosa: se non mi sbaglio un tale Appelman sintetizzò il perbromato a partire da una reazione di ossidazione del bromato tramite fluoro elementare, in ambiente alcalino.
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Dall'occhiata veloce che ho dato in giro e pur certamente esistendo, sembrerebbe che con ogni probabilità lo ione perbromato non mi abbia onorato della sua visita... :-P Pare sia un ospite assai difficile da invitare nel proprio lab... e io non mi chiamo nemmeno Appelman... asd
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Mi pare che il perbromato si decomponga a bromato tra i 250 e i 300°C...non ti resta che provare e riscaldare...così le tracce di carbonio svaniranno in una nuvoletta di fumo...asd
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Ma io ti adoro... :-D
mi è arrivato giusto ora un kiletto di KBr e volevo provare ma stavo cercando altre informazioni in merito all'apparato elettrico :-D
per fortuna che sono venuto sul forum prima di fare la reazione...dato che ho già preparato tutto :-D
Ah dimenticavo una cosa fondamentale...ho preparato tutto tranne in dicromato! Quanto lo odio!
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