Cr++

I composti cromosi, quelli in cui il cromo manifesta il numero di ossidazione +2, sono molto instabili in quanto facilmemente ossidabili dall'ossigeno atmosferico. Il potenziale redox della coppia (-0,41V) è così basso da rendere possibile la riduzione dello ione H+ anche da soluzioni poco acide. Fortunatamente la reazione è piuttosto lenta, altrimenti sarebbe impossibile ottenerli in soluzione aquosa.

Nonostante queste difficoltà, si possono tuttavia preparare soluzioni acquose contenenti Cr++ e perfino un suo sale stabile all'aria con mezzi e reagenti assolutamente alla portata di tutti.

Vediamo come.

Servono i seguenti reagenti:

- potassio bicromato

- HCl 35%

- acetato di sodio triidrato

- zinco in pezzi (vanno bene quelli con peso di circa 0,5 g)

- olio di vaselina

- provetta di vetro

- imbutino di vetro

Si introducono nella provetta 0,5 g di bicromato e 2 mL di HCl e dopo accurata miscelazione, si posiziona l'imbutino che avrà la funzione di evitare schizzi e limitare, almeno in parte, le perdite di HCl.

Si porta a moderata ebollizione per un paio d'ore. Il contenuto inizia a reagire passando da arancione a verdastro:

Si riprende con 1 mL di acido e si continua l'ebollizione per ancora 1 ora.

Al termine si otterrà una soluzione verde scura contenente il cromo trivalente.

In pratica è avvenuta una reazione redox nella quale il bicromato ha ossidato lo ione cloruro a cloro e contemporaneamente si è ridotto a ione trivalente.

K2Cr2O7 + 14HCl ==> 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

In realtà la reazione appena vista è una semplificazione. Nella realtà il cromo trivalente è sotto forma di un complesso di probabile formula [CrCl2(H2O)4]Cl.2H2O.

Il contenuto viene quindi diluito con poca acqua, fatto bollire per eliminare l'eccesso di HCl e diluito infine a 30 mL.

Una porzione di 10 mL è trasferita in una piccola provetta, si aggiunge un pezzo di zinco, si stratifica un poco di olio di vaselina per impedire il contatto con l'aria e si lascia reagire a temperatura ambiente per un giorno intero. Si sviluppa idrogeno e nel contempo avviene la riduzione a sale cromoso di colore azzurro.

Anche in questo caso il cromo è presente come complesso, nel quale è coordinato con 6 molecole d'acqua: [Cr(H2O)6]++

Ecco il suo aspetto. Per confronto lo si è fotografato con la soluzione di partenza.

E' interessante notare come il colore, benchè diverso, si sia notevolmente attenuato di intensità. Gli spettri di assorbanza (vedi allegato) sono molto particolari, specie quello del sale cromoso che mostra una larga banda di assorbimento nell'infrarosso.

Proseguiamo.

La cosa migliore è riunire i 20 ml di soluzione del Cr+++ non utilizzata e concentrarli a circa 8-10 mL. Dopo di che effettuiamo la solita riduzione a Cr++. A parte prepariamo una soluzione concentrata di acetato di sodio (alcuni ml). Questa soluzione la inietteremo mediante una pipetta direttamente nella soluzione del sale cromoso al di sotto dello strato di vaselina. Si forma subito un voluminoso precipitato color rosso mattone di acetato cromoso.

Dopo decantazione si noterà che la fase acquosa è debolmente colorata in rosso-violetto dovuto alla piccola quantità del sale cromoso che rimane in soluzione.

Senza indugio possiamo filtrarlo su Buchner lavandolo rapidamente con etanolo 95% a cui segue una essicazione con aria tiepida.

Il sale ottenuto, di formula Cr2(O2CCH3)4(H2O)2, è stabile all'aria secca.

Ne ho sintetizzato poche decine di mg, giusto per mostrarvi il suo aspetto:

saluti

Mario

Molto bello Mario! Mi sa che nei prossimi giorni le copio lo stratagemma dell'olio di vaselina! devo fare una simtesi che passa attraverso un saledi Cr(II) e questo metodo mi sembra il migliore!

Acc, solo a leggere Cr2+ mi dispero, al ricordo di quante volte ho tentato di sintetizzare del CrCl2*4H2O (da acetato cromoso sciolto in HCl conc tentando poi di far precipitare il sale con HCl gassoso secco prendendo tutte le precauzioni per non far entrare aria....) e tutte le volte ho fallito (rovinando tra l'altro la roba in Al e mettendo a dura prova i filtri della mia maschera). ....Magari qualcuno più bravo di me riuscirà dove io non ce l'ho fatta...(la verità è che muoio dalla voglia di vedere un sale cromoso (azzurro) idrato) Marco, eventualmente usa un sottile strato di n-esano...

Con la soluzione di sale cromoso si può fare un certo esperimento, giusto per mettere in risalto le sue notevoli proprietà riducenti.

Si tratta della riduzione di una soluzione di solfato rameico a metallo.

La reazione avviene a freddo in soluzione leggermente acida per HCl. Il sale cromoso viene aggiunto in eccesso alla soluzione diluita di sale rameico mediante una pipetta la cui punta deve posizionarsi proprio sotto lo strato di olio di vaselina.

Il rame che si forma precipita piuttosto rapidamente e dopo un pò è possibile osservarlo sul fondo della provetta.

Che si tratti proprio di Cu lo si deduce dal fatto che il residuo, trattato con HCl concentrato rimane indisciolto e invariato.

saluti

Mario

oberon ha scritto:

..................................................................................................Marco, eventualmente usa un sottile strato di n-esano...

E' un consiglio doppiamente fallace.

Sia per la sua volatilità che per la tossicità.

L'olio di vaselina non ha queste indesiderate caratteristiche ed è pure di facile reperibilità.

saluti

Mario

E' proprio per la volatilità che ho consigliato l'esano a Marco, in quanto, dovendolo usare per una sintesi organica, ho pensato che eventuali residui di olio di vaselina, potessero dar fastidio, ma forse con un po' di accortezza si evita ciò.

Sarebbe infatti meglio usare l'eptano ma non è molto alla portata di tutti. Da me si usava questo invece dell'esano, a causa della ben nota tossicità di quest'ultimo. Complimenti a Mario, come sempre.

L'eptano, se non sbaglio, si può trovare al brico come solvente per vernici!