Alluminio nella bauxite

[MaXiMo]

Sono riuscito a chiudere un piccolo esperimento che completa una “visita alla cava di baussite”.
Vicino dove vivo c’è una vecchia cava abbandonata di bauxite. E’ oramai una profonda buca riempita di acqua, credo in parte di risalita, che offre però uno spettacolo interessante, bello e multicolore ai numerosi visitatori e turisti che ogni anno visitano queste coste….….che fortuna essere del Sud.
(sul WEB: cava di bauxite Otranto)
Gli anziani chiamano il luogo “cava di baussite” oppure “addhai ndove stiane li cristiani cu faticavanu cu caccianu li surgi picciccheddi”, “surgi piccicchedi” sono topolini molto piccoli..cosi venivano chiamati i noduli ovvero pisoliti che venivano estratte.
Infatti passeggiando è ancora possibile raccogliere nella terra rossa i noduli liberi, in genere di medie dimensioni che possono abbellire anche una collezione di minerali data la loro particolare zona di provenienza…nel Salento praticamente non c’è niente oltre al mare.
Ebbene mi sono ricordato di avere un po’ di questi noduli ed ho voluto verificare ..se ci fosse veramente l’alluminio come elemento dentro quei “sassi”.
Chi ha una formazione chimica conosce le proprietà dell’alluminio e le sue caratteristiche sia sotto forma ionica che metallica. Il miglior metodo di estrazione è stato per molto tempo uno dei campi di ricerca della chimica dei metalli e credo che tutt’ora la fusione con criolite sia il metodo più utilizzato per la sua produzione come metallo.
Scopo del mio esperimento è stato quello di sciogliere in ambiente acido gli ossidi ed idrossidi minerali base dei noduli, separare il Fe ione per precipitazione e testare con alizarina S la presenza dello ione Al+++.
La solubilizzazione in ambiente acido della bauxite è solo una metodica da laboratorio che non trova più nessuna applicazione pratica nella chimica quotidiana. La purificazione base del minerale avviene con soluzioni conc di NaOH che fanno rimanere in soluzione l’alluminio come ione alluminato.
Ho trovato on-line che con H2SO4 al 6% è possibile solubilizzare nel miglior rapporto tempo/minerale-sciolto la bauxite.
E’ stato un esperimento veramente….alluminante e divertente.

Metodo ed attrezzatura :
Nodulo di bauxite (Foto 1)
Acido solforico al 6% - 200ml
Acido acetico 10%
Sodio idrossido 1 M
Soluzione acquosa di Alizarina S allo 0,2%

Ho martellato senza pietà (……..poverino) un nodulo di bauxite sino ad ottenere una polvere , ho separato i grani grossi e la polvere è stata messa sotto agitazione per 24 ore in una soluzione al 6% di acido solforico a circa 60 C° (Foto 2), dopo raffreddamento ho filtrato la preparazione ottenendo una soluzione limpida incolore.(Foto 3)
Una parte della soluzione è stata portata a pH 10 circa con NaOH per favorire la precipitazione di tutti gli idrossidi metallici e mantenere in soluzione l’alluminio. Il precipitato ottenuto ha il colore bruno caratteristico dell’idrossido ferrico, non ho idea se possano esserci altri idrossidi diverso da questo nel mio campione.
La soluzione è stata ripartita su pozzetti per eseguire il test con alizarina S.
Nella foto 4 le diverse verifiche e test con indicati i diversi reagenti utilizzati e risultati.
Non riporto le diverse reazioni coinvolte perché gli equilibri coinvolti sono multipli, non conosco esattamente la composizione del mio nodulo (varia da zone minerarie ad altre anche notevolmente) e ..poi nun je la faccio !!


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[GiuseppeT]

bella estrazione Maximo! Conosco l' ex cava di bauxite di cui parli, sono della zona anche io; posto bellissimo, dai colori fantastici ! Ho una domanda da farti : ma l'agitazione a 60 C° per 24 ore serve ad accelerare il processo ? si ottiene lo stesso risultato lasciando reagire il solforico diluito per diversi giorni ?

[MaXiMo]

Diciamo che pur essendo la reazione 2Al(OH)3 + 3H2SO4 + 8H2O → Al2(SO4)3 .14H2O termodinamicamente favorita in teoria si.
La bauxite è però una miscela di Al2O3,AlO(OH),Al(OH)3 ed altri ossidi ed idrossidi di ferro con composizione variabile e per ottenere la reazione vista l'acido deve essere molto più concentrato, tra il 50 e 60 %..credo di ricordare.
Quindi ho cercato di solubilizzare contemporaneamente i diversi composti ...moltooo insolubili e difficili da trattare a T più elevata per riuscire prima.
Ho scelto la bassa conc. di acido perchè non volevo avere H2SO4 al 50 o 60 % per lo stesso processo.
A T ambiente..puoi provare fino a che il test con Alizarina S diventa positivo...sperimentar non nuoce...

[marco the chemistry]

Maximo spiega una cosa però... è tutto perfetto, tranne una cosa...come operi il test con alizarinaS (acido alizarin 3-solfonico)? Chiedo perchè alizarina e derivati a pH basici hanno qual colore indipendentemente dalla presenza di alluminio (basta sciogliere una punta di spatola di alizarina in NaOH per vedere). Il test diventa selettivo quando si acidifica con AcOH e si forma la così detta lacca di alizarina.
Comunque: bel lavoro!

[MaXiMo]

Marco hai ragione......cusate ho messo la foto dei pozzetti dando per scontato la conoscenza del test con Alizarina sodica alla platea in...lettura e quindi dai diversi colori ottenuti sui pozzetti fosse chiaro perchè per me il test è positivo per l'alluminio.
Non ho proceduto per il test come a scuola....insomma l'esperimento non era la separazione del III gruppo cationi e quindi non mi sono preoccupato di altre interferenze perchè non ho previsto la loro presenza nel campione
dopo la precipitazione spinta con NaOH.

Manualità : una porzione del campione si acidifica deboolmente con CH3COOH, si aggiunge la soluzione di Alizarina S si sviluppa una colorazione violetta, l'aggiunta di altro CH3COOH porta alla formazione di un colore rosa pallido, senza eccedere con CH3COOH perchè altrimenti si blocca l'idrolisi di AlOH4- dalla soluzione alcalina,...(io vado a occhio) si riscalda e si ottiene la formazione di una lacca rossa in presenza di alluminio.


COme ho un po' di tempo vi rifaccio il test,OVVERO SCALDO e posto la foto completa....con il test per Fe con CNS-..rosso sangue....

[Mario]

G.le MaXiMo,
so che lei ben accetta le critiche senza polemizzare ed è per questo che mi permetto quanto segue.
E' inusuale leggere di un'analisi condotta in modo così raffazzonato.
Già il metodo di dissoluzione mi lascia alquanto perplesso. Non capisco perchè non abbia optato per una soluzione di NaOH.
Di ancora più difficile comprensione è il perchè abbia voluto utilizzare l'Alizarina S per identificare l'alluminio.
Premesso che la determinazione dell'alluminio nella bauxite è una analisi molto più complessa e impegnativa di quanto a prima vista sembri, avrei preferito leggere di un metodo quantitativo in grado di misurare la % di Al con un'approssimazione anche del +/- 2%. In fondo, tutti sappiamo che quelli in suo possesso sono noduli di bauxite. Scoprire che vi è dell'alluminio non aggiunge niente di nuovo. Semmai è interessante conoscerne la %.

saluti
Mario

[MaXiMo]

G.le MaXiMo,
so che lei ben accetta le critiche senza polemizzare ed è per questo che mi permetto quanto segue.
E' inusuale leggere di un'analisi condotta in modo così raffazzonato.
Già il metodo di dissoluzione mi lascia alquanto perplesso. Non capisco perchè non abbia optato per una soluzione di NaOH.
Di ancora più difficile comprensione è il perchè abbia voluto utilizzare l'Alizarina S per identificare l'alluminio.
Premesso che la determinazione dell'alluminio nella bauxite è una analisi molto più complessa e impegnativa di quanto a prima vista sembri, avrei preferito leggere di un metodo quantitativo in grado di misurare la % di Al con un'approssimazione anche del +/- 2%. In fondo, tutti sappiamo che quelli in suo possesso sono noduli di bauxite. Scoprire che vi è dell'alluminio non aggiunge niente di nuovo. Semmai è interessante conoscerne la %.

saluti
Mario

G.le MaXiMo,
so che lei ben accetta le critiche senza polemizzare ed è per questo che mi permetto quanto segue.

In effetti con questo post ho quasi raggiunto il limite insuperabile..ma è stato un vero e proprio patch-work..molto impegnativo....diciamo che è ben raffazzonato.......ora vi spiego


Già il metodo di dissoluzione mi lascia alquanto perplesso. Non capisco perchè non abbia optato per una soluzione di NaOH.

Per il semplice test eseguito alla fine del processo, certamente una estrazione con volumi e quantità minori di soluzione e con NaOH sarebbe stata più opportuna. In un vecchio articolo on-line si parlava dell'estrazione con acido solforico a diverse conc. di aliquote di 10 gr. di bauxite polvere estratta con 200 ml di H2SO4 dal 2 al 30%, a caldo ed eseguendo a tempi prefissati, credo di 4 ore il dosaggio dell'alluminio per via strumentale, il tutto con una durata di 24 ore
Lo studio era finalizzato a valutare il miglior rapporto costo/beneficio in termini di conc dell'acido e della tempistica.
Questo perchè l'obiettivo era quello di vedere quanti ossidi insolubili si riuscivano a portare in soluzione, valutando la differenza tra la soglia-base ottenuta come [Al+++] da Al(OH)3 e gli incrementi da ossidi e idrossidi vari in funzione del tempo/conc. H2SO4


Di ancora più difficile comprensione è il perchè abbia voluto utilizzare l'Alizarina S per identificare l'alluminio.
E' la cosa che ho ritenuto più logica vista la disponibilità dei reattivi e del fatto che comunque nelle condizioni viste non mi aspettavo (se sbaglio mi corriggerà.....) altri cationi da bauxite (cromo o titanio in particolare) interferenti.
La scelta dei pozzetti è perchè raffazzonando si impara e le condizoni logiche nei diversi pozzetti, per il mio ragionamento mi hanno indotto a pensare, e supporre che il violetto formato è solo da alluminio (anche qui se sbaglio mi corriggerà)


Premesso che la determinazione dell'alluminio nella bauxite è una analisi molto più complessa e impegnativa di quanto a prima vista sembri, avrei preferito leggere di un metodo quantitativo in grado di misurare la % di Al con un'approssimazione anche del +/- 2%.

Concordo su complessità e impegno...embhè..e che le cose pallose e lunghe le devo fare solo io..(scherzo)..no Mario non mi cimento a dosare l'alluminio...ne volevo separarlo come analitico del gruppo cationi.
Ho ragionato per logica senza ricorrere alla necessità di scaldare il test-tube per ottenere la lacca rossa. (però mi riprometto di farlo tra qualche giorno come descritto prima in altro post) per confermare l'alluminio.

In fondo, tutti sappiamo che quelli in suo possesso sono noduli di bauxite. Scoprire che vi è dell'alluminio non aggiunge niente di nuovo.

..niente di nuovo..non direi è stato divertente e alluminante....sono dei noduli certo..io lo sapevo come quando mi davano all'ITIS un campione "incognito" per ricercare un catione...od un anione...io lo sapevo che c'era...dovevo vederlo..dovevo vedere il viraggio, il precipitato, l'imbrunimento, la variazione cromatica, la flocculazione ect ect ed ect.

e cosi è stato. (punto)

[MaXiMo]

Inserisco le foto finali del test Alizarina S per Al e SCN- per il test del Fe e formazione di Fe(SCN)++ dal tipico colore rosso.
Ho usato soluzioni diluite 1:20 rispetto ai test precedenti e le condizioni operative sono quelle già descritte nel post precedente.