Mario
2013-07-02 19:00
Parleremo questa sera di come si può ottenere un ossido a partire dal solfato.
Nella fattispecie prenderemo in considerazione il solfato di magnesio eptaidrato, un sale facilmente reperibile anche nelle farmacie, di basso costo e di minima pericolosità.
Anche l'attrezzatura necessaria è ridotta al minimo. Ad un certo punto è necessario disporre di una muffola a 800 °C, ma può andare ugualmente bene anche un crogiolo riscaldato con un bruciatore a gas, misurando la temperatura di riscaldamento con una termocoppia o visivamente, interpretando il bagliore incandescente del recipiente.
Preparazione di MgO
Si prende un beker da 600 mL e si introducono circa 500 mL di acqua distillata.
A parte si preparano due soluzioni acquose: la prima contiene 5,9 g di solfato di magnesio eptaidrato in circa 50 mL d'acqua,
la seconda 3,1 g di sodio carbonato anidro in circa 50 ml d'acqua.
Si porta l'acqua nel beker a circa 90 °C e, sotto continua agitazione, si dosano contemporaneamente le due soluzioni, lentamente
e nell'arco di alcuni minuti.
Si forma un precipitato bianco che viene lasciato invecchiare per circa 60 minuti sempre a 90 °C e sotto agitazione.
Si lascia decantare il precipitato che sedimenta abbastanza velocemente in pochi minuti (vedere foto seguente)
e poi lo si filtra su filtro di Gooch in vetro con setto poroso, lavando con poca acqua fredda il precipitato.
Si essicca per una notte a 105 °C.
Si ottiene una "torta" leggera e porosa di colore bianchissimo, facilmente friabile, costituita da carbonato basico di magnesio.
Con la spatola è stato facile dividerla in 4 porzioni (vedere foto seguente). La resa è stata di 2,08 g.
http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=p0fa5yg32l8a73fvu42v.jpg
Nelle condizioni sopra riportate avviene la seguente reazione:
4MgSO4.7H2O + 4Na2CO3 + H2O ==> 3MgCO3.Mg(OH)2.3H2O + 4Na2SO4 + CO2 + 25H2O
Facciamo qualche calcolo stechiometrico per avvalorare quanto finora scritto.
5,9 g di MgSO4.7H2O (PM=246,5) possono formare teoricamente 2,186 g di 3MgCO3.Mg(OH)2.3H2O.
calcolo =>(246,5*4)/365,37= 5,9/x
Possiamo affermare con una certa sicurezza di aver sintetizzato proprio quel carbonato basico sopracitato.
Proseguiamo:
Ho poi prelevato una porzione del carbonato basico (circa 1/4 della "torta) dal peso di 0,4631 g e l'ho calcinata in muffola a 800 °C per
100 minuti in un crogiolo di porcellana. Si ottiene un solido anch'esso bianchissimo, di forma simile a quello di partenza ma rimpicciolito nelle dimensioni.
Gravimetricamente parlando ecco le pesate:
peso iniziale crogiolo: 27,9366 g
peso crogiolo dopo calcinazione: 28,1399 g
peso del residuo: 0,2033
Ci si può aspettare che sia avvenuta la reazione di decomposizione con formazione di ossido di magnesio secondo la reazione
3MgCO3.Mg(OH)2.3H2O ==> 4MgO + 3CO2 + 4H2O
Verifichiamolo con i calcoli:
365,37/(40,32*4) = 0,4631/x
X=0,2044
il peso dell'ossido di magnesio ottenuto è di poco inferiore al teorico. L'esigua differenza è probabilmente da attribuire a piccole variazioni
della composizione del carbonato basico rispetto alla formula teorica.
Abbiamo perciò ora a disposizione dell'ossido di magnesio di buona purezza che potremo usare per sintetizzare altri sali di magnesio o per usi speciali, come veremo in una prossima puntata.
saluti
Mario
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