Disprosio e sali

Siamo giunti alla prima delle due terre rare (l'altra è il Gd), che ho in abbondanza (ma per cortesia, non chiedetemi se le vendo... ho già delle trattative in corso e il restante ho intenzione di conservarlo). Per entrambi questi elementi, che rispetto alle altre terre rare sono forse poco interessanti, ho chiesto e ricevuto un forte contributo a livello di applicazioni pratiche dal caro Al, che ringrazio molto per questo.

Il disprosio è una terra rara non molto reattiva, poco meno del Sm da quanto ho potuto verificare, di colore giallo-grigiastro. E' lentamente attaccato da H2SO4 diluito, molto velocemente da HCl e da HNO3. Come gli altri composti di terre rare, presenta praticamente solo il catione trivalente, dal colore giallo verdastro alla luce solare e quasi perfettamente bianco a quella artificiale.

Eccone qui 50g:

Ho sciolto circa 10g di metallo in acido nitrico in leggero eccesso, scaldando di tanto in tanto per ravvivare la reazione. Poi ho aggiunto acqua e ho filtrato per eliminare una fastidiosa torbidità che inquinava il liquido. Ho ottenuto così una soluzione verde-gialla, limpida, molto chiara, che ho concentrato e cristallizzato, ottenendo 20g di disprosio nitrato esaidrato (Dy(NO3)3-6H2O):

A sinistra alla luce della lampadina a fluorescenza, a destra alla luce del flash:

A sua volta, 5 dei 20g di disprosio nitrato sono stati convertiti in solfato.

Questo passaggio è curioso, poichè facilmente eseguibile quasi esclusivamente con il Dy (meno con le altre terre rare, non prendo in considerazione tutti i metalli!). Ho sciolto in 100ml di acqua 5g di nitrato e ho poi aggiunto 1,5g di KOH in 20ml di acqua, per far precipitare l'idrossido, bianco, gelatinoso. Poichè, come ho già avuto modo di verificare, la filtrazione di questi idrossidi è molto scomoda, ho lasciato decantare fino a che la fase bianca non ha raggiunto la tacchetta dei 50ml, ho scartato il liquido limpido e l'ho sostituito con 100ml di acqua distillata. Il passaggio è stato ripetuto una seconda volta, per assicurarsi una sufficiente eliminazione del KNO3 e del KOH residuo. I 50ml contenenti Dy(OH)3 (e probabilmente un po' di ossido), sono stati trattati con 2ml di acido solforico concentrato ottenendo una soluzione perfettamente limpida.

Qui viene l'interessante: come mi ha riferito Al, il disprosio solfato precipita dalle sue soluzioni moderatamente concentrate per aggiunta di una buona quantità di etanolo. Ho allora ridotto la soluzione fino a 25ml e ho aggiunto 45ml di EtOH (alimentare, 95°). Precipita subito, in polvere cristallina bianca molto sottile, il disprosio solfato ottaidrato, di formula Dy2(SO4)3-8H2O:

Ne ho ottenuti 3,42g corrispondenti all'80,85% della teoria (considerata una probabile leggera solubilità dell'idrossido in acqua, delle piccole perdite durante le fasi di decantazione e qualcosa che non è precipitato nell'ultima fase, è una resa perfettamente coerente con le aspettative).

Direi che, per quanto fatto finora, non ho nient'altro da aggiungere riguardante il Dy: se qualcuno ha consigli, curiosità, proposte di lavoro, come sempre, non esiti a comunicarle!!

Alla prossima con il Gd!!!,

Max

Complimenti per le sintesi!

Quali diversi colori di fluorescenza hai potuto notare nei vari sali?

Molto bene, come ormai ci hai abituati!

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Prima di tutto sono contento di esserti stato utile (e lo sono anche per me perchè così mi son visto anche questi sali!).

Seconda cosa che non ti ho mai detto è complimenti per le foto: le fai bene e sempre significative

Molto bravo! Visto che hai il disprosio nitrato e l'europio nitrato ti consiglio di fare questo( che probabilmente avrai già visto ) http://www.youtube.com/watch?v=TYDn06G2C0E Secondo me è un'esperienza semplice e interessante, vale la pena provarci, date le piccole quantità necessarie.

un po' di chimica inorganica il Dy (così come per Tb, Ho, Er, Tm, e anche Y) è ottenuto attraverso riduzione del trifluoruro con Ca a 1000°C o più; invece per lantanidi più leggeri (La-Gd) si parte dai tricloruri (più volatili) l'idrossido è un composto ben definito, non solamente ossidi idrati, e possono essere ottenuti cristallini attraverso trattamento dell'ossido con forti alcali ad elevate temperature e pressioni ha struttura esagonale, numero di coordinazione 9 (prismi trigonali tricappati) l'idrossido può essere precipitato da soluzioni acquose con ammoniaca o alcali diluiti come precipitati gelatinosi e non sono anfoteri tra gli alogenuri, il trifluoruro è di particolare importanza a causa della sua insolubilità l'aggiunta di HF o ioni F- precipita da soluzioni contenenti Dy(III) anche in soluzioni di HNO3 3M ed è un test caratteristico per la determinazione dei lantanidi il DyF3 è leggermente solubile in un eccesso di HF che porta alla formazioni di un complesso; può essere ridissolto in HNO3 3M saturato con H3BO3, che rimuove gli anioni F- come anione BF4- il tricloruro è solubile in acqua, sebbene sia volatile, da cui cristallizza come idrato, in particolare esaidrato il DyCl3 anidro non può di norma essere ottenuto semplicemente scaldando l'idrato perché la perdita di HCl, che porta all'ossicloruro (DyOCl), è più veloce di quella di molecole d'acqua il cloruro può anche essere ottenuto scaldando l'ossido Dy2O3 con un eccesso di NH4Cl a 300 °C ca. o come metanolato, DyCl3*4CH3OH, trattando l'idrato con 2,2-dimetossipropano può anche essere prodotto come eterato, DyCl3(etere)n, per reazione dell'ossido o del carbonato con HCl prodotto in situ da SOCl2 e H2O in presenza di glyme (MeOCH2CH2OMe) in condizioni blande gli alogenuri possono anche essere preparati dal metallo per azione di HCl(g), Br2, o I2 ad elevata temperatura reagisce anche col vetro (SiO2) a dare DyOX e SiX4, ove X = Cl, Br, I gli ossoalogenuri si formano velocemente quando gli alogenuri sono scaldati in presenza di vapore d'acqua si può ottenere anche il solfuro, Dy2S3, ottenibile da DyCl3 e H2S a 1100 °C i composti del gruppo 15 con il Dy (X = N, P, As, Sb, o Bi) hanno tutti struttura tipo NaCl esistono anche boruri, carburi ed idruri che tendono ad essere fortemente non-stechiometrici soluzioni idrate di acidi comuni, che contengono lo ione [Dy(H2O)n]3+, sono prontamente ottenute dissolvendo l'ossido in acido e cristallizzando i sali doppi sono comuni la precipitazione degli ossalati da soluzioni diluite di HNO3 è una procedura di seperazione quantitativa e abbastanza specifica per i lantanidi, che possono essere determinati gravimetricamente in questo modo, con successiva ignizione ad ossidi la natura dell'ossalato che precipita dipende dalle condizioni di lavoro i fosfati sono moderatamente solubili in soluzioni acide diluite sebbene esistano i carbonati, molti di essi sono basici, e sono ottenuti per idrolisi dei cloroacetati

Molto bene, ammazza quanti sali di terre rare ti stai procurando, beato te!

Grazie mille a tutti!

Per rispondere ad ale93: sì, avevo visto quell'esperimento; come ti dicevo, ciò che mi blocca un po' è la purezza richiesta dai reagenti e le spinte condizioni di reazione finali... ma incomincio a mettere da parte i reagenti con la speranza di poter fare anche quell'esperimento prima o poi

Per quel poco che son riuscito a notare, inoltre, confermo e sottoscrivo pienamente ciò che ha detto quimico (anche se non credo che ce ne sia un gran bisogno).

Riguardo alla purezza dei reagenti,quelli che usa Nurdrage sono tutti home-made (a parte il nitrato di calcio,l'acido borico e l'urea.

Ah, leggo ora in ritardo la domanda di alchimista: no, nel caso del Dy non ho notato particolare fluorescenza nè con la Wood nè con gli UVC.

Ho appena sperimentato anche io con il disprosio. Sono partito da 2,7g di metallo, che ho disciolto in 10-15ml di HNO3 65%.

La reazione è stata molto vivace ed è durata circa 10 minuti. Ho poi bollito la soluzione fino ad ottenere un liquido sciropposo che è cristallizzato nell'arco di qualche minuto. Qui credo di aver esagerato con il riscaldamento ottenendo un prodotto con meno molecole di acqua di cristallizzazione rispetto a quello ottenuto da Max, questo giustificherebbe la resa, di soli 4g di nitrato. A sinistra il Dy(NO3)3 alla luce di una lampadina a incandescenza, a destra sotto la lampada di Wood.

Io ho l'abitudine di ottenere sali tipo questi dalle relative soluzioni con lieve eccesso di acido, lasciando in essiccatore per molto tempo e scartando le acque madri quando la cristallizzazione è a buon punto, allo scopo di eliminare parte delle impurezze solubili, specie di altri lantanidi ed avere un minimo di garanzia sulle molecole d'acqua di cristallizzazione.

Ogni tanto mi diverto con qualche terra rara... Questa volta è toccato al Dy. Sono partito da 10g di Dy2O3 che ho salificato con un eccesso di HNO3 68% e ho lasciato cristallizzare su NaOH per qualche giorno: ecco il risultato: Anche questo sale è attratto dai magneti.