Anidride Molibdica e molibdeno elementare - sintesi

[Max Fritz]

Proseguendo col tema degli ossidi dei metalli di transizione e delle decomposizioni termiche, propongo oggi la sintesi dell'ossido di molibdeno (VI) e, di seguito, del metallo stesso.

Reagenti:
-Ammonio molibdato (para) tetraidrato

Procedimento:
Passo 1, Anidride Molibdica:
In un crogiolo di acciaio ho posto 12,3g (0,01 mole) di (NH4)6Mo7O24-4H2O.
[Foto 1: i 12,3g di molibdato e il suo contenitore]
La polvere dev'essere molto sottile. Ho posto il crogiolo su un treppiede e l'ho scaldato dalla parte inferiore con la fiamma di un cannello a butano (N.B.: non si deve scaldare a fiamma diretta, altrimenti si formano in prevalenza gli ossidi inferiori!) E' consigliabile utilizzare un copricrogiolo o una reticella spartifiamma a maglie sottili da porre sulla capsula per evitare l'uscita di "lapilli". Ad inizio reazione infatti, oltre a svilupparsi una grande quantità di ammoniaca (attenzione!!! Aerare bene il locale!) e di vapore acqueo, il molibdato "schizza" alquanto. Poco dopo la polvere formerà una crosta e occorre spaccarla per farla ritornare una polvere. Continuando il riscaldamento, aumentando un po' la fiamma, incomincerà dapprima a scurirsi verso il nero-verde, poi a diventare gialla. Ogni 3 minuti circa di riscaldamento è necessario interrompere e smuovere la miscela. Quando non si avverte più l'odore di NH3 (fare un test esponendo una cartina tornasole inumidita ai vapori) si può togliere il crogiolo dal fuoco e lasciar raffreddare. Se il riscaldamento non è stato eccessivo, si avrà una polvere bianco-verdognola. MoO3 puro è bianco, ma la tonalità verde (pur lievissima) del prodotto ottenuto con questo metodo è dovuta alla formazione di ossidi inferiori del molibdeno.
Ho ottenuto 6g di MoO3 (60% circa della resa teorica) [Foto 2]
La reazione coinvolta, che è una decomposizione termica, è la seguente:

(NH4)6Mo7O24-4H2O 7MoO3 + 7H2O + 6NH3

Passo 2, Molibdeno elementare:
Il crogiolo rimarrà molto probabilmente incrostato di una massa scura che è bene evitare di grattar via insieme a MoO3, per non inquinare l'ossido. Questa è costituita da MoO3 ricoperta superficialmente da ossidi inferiori del molibdeno. Dopo raffreddamento la si stacca dal crogiolo, la si pone su un mattone e la si scalda a fiamma diretta con il cannello a butano (fiamma riducente!). Il composto dapprima diventa blu [Foto 3: sul mattone, intorno al nerofumo della fiamma, il blu degli ossidi inferiori di Mo] poi nero, assume dunque una tonalità metallica e fonde. Quando tutta la massa è fusa (calor rosso) si spegne la fiamma. Il molibdeno solidifica subito, presentando una struttura cristallina sulla parte superiore. Dopo averlo lasciato raffreddare, lo si stacca dal mattone (aderisce con forza) e lo si polverizza, siccome è troppo fragile per essere tenuto in pezzi. La reazione avvenuta è difficilmente descrivibile; il metodo funziona solo con piccole quantità di molibdeno e sfrutta il potere riducente della fiamma. Notare che, con quantità maggiori, sarebbe quasi impossibile raggiungere così i 2623 C° necessari per fondere il molibdeno. Ho così ottenuto 0,3g di Mo polvere [Foto 4: notare i riflessi metallici]. Il prodotto ottenuto non è da considerarsi il metallo puro, ma piuttosto una "scoria" contenente molibdeno, che si può vedere dai riflessi metallici.

Osservazioni:
La resa complessiva, considerato quanto recuperabile in Mo elementare, è accettabile. L'anidride molibdica da me ottenuta è sufficientemente bianca da poter essere conservata così, ma se doveste ottenere un prodotto più scuro o vi servisse più pura, occorre scioglierla in acido nitrico concentrato, scaldare per un'ora e portare a secco. In acqua MoO3 è pochissimo solubile, e la intorbida di bianco. Un piccolo campione di anidride molibdica sospeso in un po' d'acqua, addizionato di poche gocce di acido fosforico diluito e scaldato all'ebollizione, assume una lieve tonalità gialla dovuta alla formazione di acido fosfomolibdico.
La purezza del molibdeno invece mi convince un po' meno per la facilità con cui fonde, d'altronde i riflessi metallici e il colore grigio confermano che si tratti di Mo; la spiegazione del problema della fusione penso sia da cercarsi nelle piccolissime quantità in gioco.

[Bonni]

Complimenti Max, bella sintesi. I colori che si sono formati sul mattone poi sono stupendi!

[quimico]

piccola nota. ossido di molibdeno(VI) e non ossido(VI) di molibdeno.
per il resto. ineccepibile come sempre. davvero bravo... vedo che ti sei lanciato.
benomale ci siete voi a tener alto il nome del forum. io mi arrovello già abbastanza coi problemi in lab.

[Max Fritz]

Hai ragione, correggo. L'ossigeno con numero di ossidazione 6+ non si è mai visto

[quimico]

+6 casomai LOL

[Max Fritz]

Ok, il molibdeno mi ha dato alla testa. E' ufficiale: fa male ai neuroni
Tornando in tema, non capisco come mai l'ossido blu sul mattone si sia distribuito in quella zona, come se fosse evaporato e ridepositato in una zona più fredda del mattone

[Dott.MorenoZolghetti]

E qui non ci troviamo in accordo...
L'anidride molibdica ha una tonalità più chiara ed è lievemente verdina, ma quella da te ottenuta ci può stare.
Mentre sul molibdeno non ci siamo proprio.
I metalli (tutti) polverizzati e posti in fiamma (riducente o meno), per la sola presenza di ossigeno (a volte anche solo di azoto) reagiscono e si ossidano, bruciando (con o senza scintille). Che poi con una fiamma a butano, si riescano a ottenere temperature così alte, a me fa sorgere qualche dubbio.
Dico questo perchè sulla confezione di molibdeno in polvere (nera) c'è scritto: infiammabile. Immaginare di riscaldarlo a 2600 °C in atmosfera...mi pare davvero cosa ardua, senza averne l'ossidazione. Farlo fondere poi...
Comunque siamo qui per discutere, per dimostrare, per ricredersi...

Quanto al bel colore blu...è tipico di un ossido di molibdeno "intermedio".
Questo, come altri metalli di transizione (W, V, Mn, ecc.) ha una tale varietà di stati di ossidazione che...stupisce facilmente!

[Max Fritz]

Sul molibdeno concordo... avevo già espresso dubbi forti a riguardo. D'altronde qualche scaglietta lucente e del tutto simile ad un metallo c'è, e creedo sia di Mo... D'altronde anche sulla confezione dello zinco in polvere -100 mesh c'è scritto infiammabile, ma se lo metto sotto la fiamma a butano non accenna ad infiammarsi, a meno che non lo lasci cadere dall'alto addosso alla fiamma e si trovi così nelle giuste proporzioni metallo-aria. L'aspetto di quella polvere, ad ogni modo, è del tutto simile a quello delle polveri metalliche, e non capisco cos'altro potrebbe essere (non lo dico "sulla difensiva", ma proprio come considerazione... davvero, non saprei giustificarmi in altro modo l'aspetto di quella polvere).
Per la molibdica invece io credo che debba essere bianca quella pura... tu stesso ne avevi messa una foto (era in provetta mi pare...) perfettamente bianca!! Seconda pagina di "Qualche elemento in foto", c'è una provetta con scritto "anidride molibdica" e se ne nota un po' vicino al tappo... sembra borotalco!! Altra cosa che penso di poter aggiungere è che MoO3 è termocromatica... riscaldata diventa gialla, quasi arancione; confermate?
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Per correttezza, ho apportato una modifica al messaggio iniziale (vedi frase sottolineata)

[Dott.MorenoZolghetti]

Sembra bianca, ha un colore molto tenue, tra giallo limone e verdino. Comunque certamente dipende da come viene ottenuta e dal suo stato di suddivisione.

La polvere nera potrebbe essere un ossido (che può avere riflessi metallici), può anche esserci del metallo, anche se lo ritengo difficile.
Però, ci tengo a dirlo, a differenza di Max, non ho condotto questa esperienza, quindi procedo per ragionamento deduttivo, mi mancano le prove!

[Max Fritz]

Io direi, il caso "molibdica" può essere archiviato... bianca o verdina, quella è verdina... quindi, mal che vada è impura, mentre se è come dici tu (e ti credo!) ha il suo colore "naturale".
Il molibdeno, ah, il molibdeno... , i metodi con cui l'ho ottenuto, ripeto, fanno venira anche a me seri dubbi, sapendo anche che, per estrarre Mo metallo da MoO3, si riccorre ad IDROGENO a temperature elevate... mica una fiamma al butano. Ho da fare però 2 precisazioni, che avevo prima dimenticato:
1- lasciando raffreddare il presunto molibdeno, la superficie mostrava cristallizzazione, ma era anche nera-vetrosa, e SOLO la parte interna, che non era venuta a contatto diretto con la fiamma, presentava il grigio e la lucentezza del metallo
2- sull'infiammabilità della polvere... non mi son ricordato di dire che, quella messa a fondere per FARE il molibdeno, non era già polvere di metallo (infiammabile) e che la polvere di metallo l'ho ottenuta poi, sbriciolando le scorie, e non l'ho più sottoposta alla fiamma.
In compenso... se volete un campione di molibdeno da collezione - non è la vostra sintesi
se volete vedere più o meno l'aspetto del molibdeno, e avere l'onore di sintetizzarne qualche traccia - fa per voi