Acido nitrico fumante rosso - preparazione

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Christian

2012-09-18 22:14

In onore alle ultime giornate di cielo sereno, e in assenza di una cappa, ho pensato di chiudere in bellezza l'estate 2012! Avendo a disposizione dell'acido nitrico fumante bianco ho pensato che sarebbe stato carino solubilizzargli ulteriore NO2 e fargli assumere un bel colore rosso scuro. Essendomi imbattuto a scarti di argenteria varia ho deciso di usarla come fonte di biossido di azoto. Anzitutto prendiamo nota dei reattivi che necessitano questa sintesi:

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L'argento recuperato dev'essere tagliato in pezzi più piccoli per ragioni cinetiche della reazione. L'argento di recupero che ho usato è Ag 860, una parte di Ag 925 e un'altra di Ag 800. Montare l'apparecchiatura come mostrato nella seguente immagine: una grossa beuta (primo reattore, generatore di NO2; in questo caso da 5 L per evitare che il liquido del reattore arrivi a inquinare il prodotto), un raccordo laterale e un giunto prolungato e sottile che pesca nel secondo reattore. Ricordo che quest'operazione va eseguita rigorosamente all'aperto, in quanto anche una cappa risulterebbe abbastanza problematica.
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Nel primo reattore porre 130 g di lega d'argento di recupero e 200 mL di acido nitrico concentrato (di grado tecnico è sufficiente). Nel secondo reattore porre 100 g di acido nitrico fumante bianco. Attenzione: prestare attenzione nel maneggiarlo, soprattutto nell'aprire la bottiglia che potrebbe essere in leggera sovrapressione, e quindi sgaserà in modo poco piacevole. Si nota che la reazione a temperatura ambiente avviene pressoché lentamente. L'acido nitrico riesce ad ossidare il rame (presente nella lega) e soltanto una piccola parte di argento. Perciò è consigliato di scaldare su piastra per ragioni cinetiche.
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Notare che grazie al calore fornito in un intervallo moltro breve la reazione inizia e procede in maniera sempre più vigorosa, sviluppando grandi quantità di biossido di azoto.
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L'acido presente nel secondo reattore si scurisce progessivamente e molto velocemente. La solubilizzazione dell'ossido di azoto è mediamente esotermica.
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Interrompere il riscaldamento poco dopo l'inizio vigoroso della reazione. Lasciare la reazione procedere fino quando tutta la lega d'argento sia stata ossidata. Togliere il secondo reattore e tapparlo per non subire grosse perdine di NO2.
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Ho pesato la soluzione finale e ho notato un aumento di massa dell'11,1%. Personalmente, mi ritengo soddisfatto. Ora della soluzione nel reattore uno che ce n'è facciamo? La buttiamo? Categoricamente no! Per raffreddamento è possibile che il nitrato d'argento cristallizzi dalla soluzione, quindi aggiungere, a temperatura ambiente, acqua distillata quanto basta per ottenere una soluzione limpida.
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Filtrare la soluzione se necessario.
Per recuperare l'argento dalla soluzione, il metodo più economico è precipitarlo quantitativamente con rame metallico.
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Si ha l'immediata precipitazione dell'argento metallico dalla soluzione. Poiché io non ho neutralizzato la soluzione prima dell'immersione del rame, si possono sviluppare ulteriori ossidi di azoro. Lasciare a riposo per una notte, comprendo con un vetro d'orologio.
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Il giorno successivo togliere il rame rimasto e filtrare sotto vuoto l'argento precipitato in questa reazione. Notare la differenza dello spesso del rame.
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Lavare più volte con acqua, poi con etanolo, quindi lavare per ultimo con acetone. Lasciar asciugare all'aria rimestando di tanto in tanto. Resa di Ag: 99,5%.
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Ecco a voi i due prodotti ottenuti, uno più prezioso dell'altro:
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Conservare l'acido nitrico fumante rosso a bassa temperatura, sotto NaOH, ben chiuso in ulteriore contenitore ermetico. Conservare l'argento in recipiente ben chiuso. Mi permetto di fare una piccola precisazione: tra raccondo e il giunto è bene installare una trappola contenente un liquido di lavaggio e purificazione del biossido di azoto onde evitare qualsiasi tipo di inquinamento del prodotto. A voi i commenti.

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I seguenti utenti ringraziano Christian per questo messaggio: Max Fritz, Dott.MorenoZolghetti, ale93, MarcoA

marco the chemistry

2012-09-19 11:46

Bel lavoro, ma c'è un'altra discussione simile.. Il rame lo hai lavato con HNO3 diluito o no prima della riduzione? Se no (come credo) probabilmente il tuo Ag contiene la patina di ossido/varbonato di rame che stava sopra le lastre

Max Fritz

2012-09-19 12:05

Mi associo all'apprezzamento sul lavoro generale, ma forse il tutore avrebbe dovuto sconsigliarti l'utilizzo di pinze di raccordo in polipropilene, con tutta quell'NO2 in giro, nonchè di una bottiglia in vetro scuro con tappo in plastica per la conservazione ;-)

Beefcotto87

2012-09-19 13:15

B-Boy, sei pregato di non quotare messaggi così lunghi, grazie. Oltretutto, su questo sito c'è la sintesi (e conseguente o precedente spiegazione) di quello rosso e normale, ti invito a ricercare le informazioni lì (leggi bene il regolamento, specie nelle regole E).

Mario

2012-09-20 18:46

Christian, di seguito alcuni miei commenti (in blu)

Ho pesato la soluzione finale e ho notato un aumento di massa dell'11,1%. Personalmente, mi ritengo soddisfatto.

Io meno. L'aumento di massa che ha rilevato non ha nessuna rilevanza scientifica. Certamente è dovuta all'NO2 ma anche all'acqua, all'acido nitrico e NO. Molto meglio una determinazione quantitativa dell'NO2, così ci togliamo ogni dubbio.

Ora della soluzione nel reattore uno che ce n'è facciamo? La buttiamo?

Io inizierei a buttare la forma verbale "n'è" sostituendola con un più consono pronome combinato "ce ne".

Per recuperare l'argento dalla soluzione, il metodo più economico è precipitarlo quantitativamente con rame metallico.

L'aggettivo economico mi pare fuori luogo. Usare il rame ha forse dei vantaggi pratici, null'altro.

Si ha l'immediata precipitazione dell'argento metallico dalla soluzione. Poiché io non ho neutralizzato la soluzione prima dell'immersione del rame, si possono sviluppare ulteriori ossidi di azoro. Lasciare a riposo per una notte, comprendo con un vetro d'orologio.

Il giorno successivo togliere il rame rimasto e filtrare sotto vuoto l'argento precipitato in questa reazione. Notare la differenza dello spesso del rame.

Lavare più volte con acqua, poi con etanolo, quindi lavare per ultimo con acetone. Lasciar asciugare all'aria rimestando di tanto in tanto. Resa di Ag: 99,5%.

Come è giunto a questa conclusione? Per gravimetria o per titolazione?

Conservare l'acido nitrico fumante rosso a bassa temperatura, sotto NaOH, ben chiuso in ulteriore contenitore ermetico.

Non ho ben capito cosa significhi sotto NaOH....

Circa il contenitore ermetico avrei qualche perplessità. Metta che l'acido si decomponga (e questo acido ne ha tutta la capacità). La sovrappressione non potrebbe diventare pericolosa?

Conservare l'argento in recipiente ben chiuso.

Mi permetto di fare una piccola precisazione: tra raccondo e il giunto è bene installare una trappola contenente un liquido di lavaggio e purificazione del biossido di azoto onde evitare qualsiasi tipo di inquinamento del prodotto.

Dalle foto mi pare di capire che lei non lo ha fatto. Perché visto che apporta dei benefici? E poi, che composizione dovrebbe avere?

A voi i commenti.

saluti

Mario

Marzio

2012-09-20 21:14

Bella e tosta sintesi,bravo! P.S. Ma chi è B-Boy?

ale93

2012-09-20 21:21

Bel lavoro! Ho un paio di domande: - Come mai hai voluto saturare l'HNO3 con diossido di azoto? Ne prevedi qualche utilizzo in particolare? -Perchè hai usato l'argento per generare NO2? Non bastava utilizzare del rame?

Christian

2012-09-27 17:53

Sì, ho lavato le lastre prima dell'uso. Una discussione simile non c'è...solo parte di essa... Grazie dell'apprezzamento...l'effetto sulle pinze s'è visto dopo, ma non c'erano altre... L'argenterie era totalmente inutile ;-)... e l'acido serve per una nitrazione E' più economico e rapido pesare le soluzioni di gas assorbiti. Il rame risulta meno costoso dell'argento, quindi è da considerare così rispetto al prodotto finale La resa è stata calcolata per gravimetria. Forse mi sono espresso male. In realtà intendevo che la bottiglia venga conservata in un contenitore ermetico su uno strano di NaOH, appositamente separato. La mia era una considerazione finale della preparazione...e mi pareva giusto aggiungerla. Come liquido di lavaggio userei dell'acido ortofosforico per assorbire l'acqua. Trattiene HNO3, possibili tracce di nitrati di Cu e Ag e non reagisce con NO2.

zodd01

2012-09-27 21:33

Per ridurre l'argento io avrei messo su una cella galvanica. In uno scompartimento avrei posto il rame come elettrodo in una soluzione di KNO3. Nell'altro come elettrodo un pezzo di Ag immerso nella soluzione di AgNO3. Altrimenti se il tuo scopo era ottenere l'Ag in polvere, avrei usato un elettrodo di grafite invece che di argento. Il tutto con ponte salino, è chiaro.

Dott.MorenoZolghetti

2012-10-01 16:12

zodd01 ha scritto:

Per ridurre l'argento io avrei messo su una cella galvanica. In uno scompartimento avrei posto il rame come elettrodo in una soluzione di KNO3. Nell'altro come elettrodo un pezzo di Ag immerso nella soluzione di AgNO3. Altrimenti se il tuo scopo era ottenere l'Ag in polvere, avrei usato un elettrodo di grafite invece che di argento. Il tutto con ponte salino, è chiaro.

Ottimo, se la reazione non è spontanea, ma quando lo è, perchè mai consumare corrente elettrica, consumando lo stesso reagente per di più!

Si potevano anche decomporre i nitrati termicamente e poi distillare l'argento che bolle a 2163°C, separandolo dal rame che bolle a 2566°C. Una semplice distillazione frazionata in atmosfera di argo.

zodd01

2012-10-01 17:35

Doc. Ho scritto cella galvanica non elettrolitica. Come dice lei la reazione è spontanea ed a T ambiente i reagenti superano la barriera di attivazione. La stessa reazione che avviene in un becher in cui sono presenti entrambi i reagenti la posso fare avvenire separandoli in due scompartimenti e collegandoli con un circuito esterno e ponte salino. Non devo fornire elettricità, anzi la sviluppano. E pensandoci meglio avrei sostituito il nobile rame con un umile elettrodo di ferro.

Dott.MorenoZolghetti

2012-10-05 17:39

Ah, ecco. E ma con il solo ponte salino, senza un collegamento elettrico tra gli elettrodi, mi sa che funziona male. si si

PS. Così è scritto sopra.


Comunque il ferro non andrebbe bene cetegoricamente!

zodd01

2012-10-06 14:42

Non è vero che " così è scritto sopra ". C'è scritto "...separandoli in due scompartimenti e collegandoli con un circuito esterno e ponte salino ". Circuito esterno significa collegamento. E se si riferisce al messaggio meno recente, scrivendo cella galvanica è già chiaro che è presente un " circuito esterno " cioè un collegamento fra gli elettrodi. Lei ha confuso la cella galvanica con quella elettrolitica, tutto qui.

Dott.MorenoZolghetti

2012-10-06 17:34

zodd01 ha scritto:

Per ridurre l'argento io avrei messo su una cella galvanica. In uno scompartimento avrei posto il rame come elettrodo in una soluzione di KNO3. Nell'altro come elettrodo un pezzo di Ag immerso nella soluzione di AgNO3. Altrimenti se il tuo scopo era ottenere l'Ag in polvere, avrei usato un elettrodo di grafite invece che di argento. Il tutto con ponte salino, è chiaro.

Vedi un po' tu dove lo hai scritto!

E' palese che io mi riferisca al suo primo messaggio, non potendo rispondere a uno non ancora scritto. Eppure tocca sempre fare precisazioni...

Comunque grazie: nessuna confusione, proprio non sapevo la differenza.

Quanto al significato scientifico del progetto proposto, ne ribadisco l'inutilità. Chiuderei qui la questione.

zodd01

2012-10-07 11:21

L'ho scritto nella prima frase, ultime due parole: " cella galvanica ". Se uno sa cos'è non risponde che senza collegamento esterno fra gli elettrodi il progetto non funziona. E' inutile secondo lei. E' un altro modo di recuperare l'argento dalla soluzione.

Marzio

2012-10-07 16:19

Perchè secondo lei dott. la sintesi proposta non ha senso?

Dott.MorenoZolghetti

2012-10-07 19:48

Marzio ha scritto:

Perchè secondo lei dott. la sintesi proposta non ha senso?

Ogni qualvolta un processo chimico presenti uno svolgimento semplice e lineae, qualunque altra via si dimostra ridondante, quando non addirittura inutilmente dispendiosa. Dunque se il procedimento, già testimoniato dalla pratica, avviene in modo semplice e diretto, il renderlo complesso e tortuoso, adottando fronzoli e orpelli vari, è inutile ai fini pratici.

Ricordate: la natura predilige la via più breve.

zodd01

2012-10-17 18:55

Quella da me proposta non è un'altra via per arrivare alla stessa cosa. L'autore arriva ad argento in polvere, io proposi una modifica per " ingrossare " un pezzo di argento già esistente. Non è lo stesso risultato. Quella di distillare a più di 2000 °C è una sofisticazione inutile e laboriosa. Se uno sa cos'è una cella galvanica queste cose non se le chiede nemmeno.

Marzio

2012-10-18 21:17

Dott.MorenoZolghetti ha scritto:

Ogni qualvolta un processo chimico presenti uno svolgimento semplice e lineae, qualunque altra via si dimostra ridondante, quando non addirittura inutilmente dispendiosa. Dunque se il procedimento, già testimoniato dalla pratica, avviene in modo semplice e diretto, il renderlo complesso e tortuoso, adottando fronzoli e orpelli vari, è inutile ai fini pratici.

Ricordate: la natura predilige la via più breve.

No io pensavo si riferiva alla sintesi di acido nitrico fumante rosso che era inutile...