Cesio (prima parte)

[Mario]

Buon pomeriggio,
la determinazione del cesio per via microchimica può essere eseguita usando un reagente inorganico come il tetraiodobismutato di potassio.
In ambiante acido per CH3COOH si ha formazione di un sale doppio insolubile di colore rosso-arancio che corrisponde alla formula Cs3Bi2I9.

Reagenti:
- Ossido di bismuto (Bi2O3): si parte dal bismuto metallico. Se ne pesano circa 2 g e lo si dissolve in alcuni ml di HNO3 65%. Terminata la reazione si porta ad ebollizione incipiente in modo da eliminare i vapori nitrosi e la maggior parte dell'acido nitrico. La soluzione deve risultare incolore. Si diluisce con acqua a circa 100 mL e poi, sotto agitazione di dosa a gocce tanto NaOH 1N fino a viraggio della fenolftaleina. Si ha precipitazione di un sale basico di bismuto. Si riscalda il tutto all'ebollizione e se necessario si aggiunge altro NaOH fino a colorazione leggermente rosa. Si filtra la soluzione con il precipitato su Buchner lavando con abbondante acqua. Si trasferisce il precipitato bianco in un crogiolo di porcellana e si calcina in muffola a 500 °C. Si ottiene così il prodotto desiderato sotto forma di una massa gialla (vedi foto seguente).


- reattivo al KBiI4: in un becher da 50 mL si introducono 1,0 g di Bi2O3, 2,5 g di KI e 2,5 mL di acqua. Si agita il tutto con l'aiuto di un'ancoretta magnetica e contemporaneamente si riscalda a circa 50 °C. Si aggiunge a gocce, sempre agitando, 13 mL di acido acetico glaciale. Si prosegue il riscaldamento sino a completa dissoluzione. Il liquido risulterà di colore arancio carico (vedi foto seguente).


- acido acetico glaciale

Vetreria/strumentazione:
- piastra di porcellana bianca con cavità (vanno bene anche vetrini d'orologio)
- pipette in plastica o vetro
- microscopio biologico 50x o 100 x

Esecuzione del test:
Si pongono 1-2 gocce della soluzione acquosa di sale di cesio (io ho usato il perclorato) sulla cavità della piastra di porcellana e si aggiungono 2 gocce del reattivo. Formazione di un precipitato rosso-arancio.


Hi-res : http://i47.tinypic.com/9rosup.jpg

Per piccole quantità di cesio occorre aspettare 5-10 minuti. Al microscopio, specie alle basse concentrazioni, si formano bellissimi cristalli di forma esagonale, talvolta raggruppati.


Hi-res : http://i48.tinypic.com/2ntwk94.jpg


Hi-res : http://i46.tinypic.com/nqw7yb.jpg


Hi-res : http://i46.tinypic.com/15zmn15.jpg

La reazione può essere resa ancora più sensibile se, prima di aggiungere il reattivo, si evaporano a secchezza le due gocce di soluzione. In questo modo il precipitato si forma solo sulla superficie del sale che ha cristallizzato.


Hi-res : http://i49.tinypic.com/33nx0tk.jpg

Sensibilità:
date le minime quantità di sale di cesio a disposizione non ho potuto pesare il sale per preparare poi una soluzione a titolo noto. La reazione è certamente sensibile, diciamo che si può identificare con sicurezza il cesio quando la sua concentrazione raggiunge almeno le 100 ppm.

Interferenze:
Il metodo è da considerarsi specifico.
Solo il tallio monovalente interferisce.
Se presente lo si deve eliminare come TlI. Non disturbano i metalli alcalini e alcalino-terrosi, i cloruri, nitrati e solfati. E' bene evitare la presenza di ioni di metalli pesanti. Il rubidio, se presente in eccesso rispetto al cesio, coprecipita. Si può evitare questo inconveniente usando come reagente il NaBiI4 (la preparazione è uguale, si usa NaI al posto del KI).

Note e osservazioni:
Il metodo si presta anche per la determinazione quantitativa.
Si precipita il cesio a caldo in presenza di CH3COOH come solvente, si lascia raffreddare in bagno di ghiaccio per una separazione quantitativa e si filtra lavando con acido acetico glaciale. Il residuo si essica a 140 °C e lo si pesa. Tra tutti i metodi gravimetrici per il cesio questo ha il fattore analitico più favorevole (0,204).


saluti
Mario

[arkypita]

Interessante!
Complimenti per le foto a corredo, nitidissime.

[Max Fritz]

Complimenti anche da parte mia, fantastici i cristalli esagonali così perfetti!
Forse potrebbero interferire degli alcaloidi o sbaglio? (http://myttex.net/forum/Thread-Reattivo-...d-utilizzo)

[Dott.MorenoZolghetti]

E' molto interessante soprattutto lo studio dei cristalli al microscopio ottico. E' una cosa che non fa più nessuno oggigiorno. Invece rappresenta un metodo capace di potenziare e rendere più sensibile la reazione chimica di riconoscimento.

Se per te va bene, io proporrei di raggruppare in qualche modo, con questa anche le altre tue esperienze analitiche con i microcristalli, per evitare che vengano smarrite nella bolgia di altre cose.

Un giorno mi racconterai dove, come, quando e da chi le hai apprese queste tecniche arcaiche.

[Rusty]

Ottimo lavoro
I cristalli al microscopio "galleggianti" non li avevo mai visti, sono ammirato!
mi son premesso di ridimensionare le foto, i link ad alta risoluzione sono sotto ogni immagine.

[Dott.MorenoZolghetti]

Complimenti anche da parte mia, fantastici i cristalli esagonali così perfetti!
Forse potrebbero interferire degli alcaloidi o sbaglio? (http://myttex.net/forum/Thread-Reattivo-...d-utilizzo)

Ti rispondo io, interferisce di tutto. La metodica analitica per via umida, per il cesio, come per gli altri alcalini, è sempre un inferno.
Se hai Pb, Ag, Hg, Tl (come già detto da Mario), molecole organiche azotate (alcaloidi, sali di ammonio quaternario) e altre cose: ottieni un mischione di precipitati. Però l'analitica è bella perchè è varia!

[Mario]

Rusty,
ha fatto bene a ridimensionare le foto. In effetti ho parecchio bisticciato con il sito di image hosting oggi pomeriggio......


saluti
Mario

[quimico]

Complimenti. Lavoro degno di nota.
Altra chimica questa rispetto a quella che insegnano oggi.
Peccato venga quasi persa. Benomale ci siete voi a tenerla viva.
Grazie.

[Mario]

Complimenti anche da parte mia, fantastici i cristalli esagonali così perfetti!
Forse potrebbero interferire degli alcaloidi o sbaglio? (http://myttex.net/forum/Thread-Reattivo-...d-utilizzo)

Ovviamente occorre, prima di eseguire il test, fare una preliminare separazione delle interferenze.
Dipende anche dalla matrice che abbiamo.
Se vogliamo, ad esempio determinare il cesio in un'acqua termale (come fece il Bunsen a suo tempo) basta evaporare a piccolo volume una sufficiente quantità di acqua e poi filtrare. I metalli pesanti presenti sono poi eliminati con il classico trattamento con H2S seguito da una precipitazione dell'alluminio con NH4OH. La soluzione residua è infine portata a secco con HClO4 + HNO3 in modo da eliminare tutte le sostanze organiche. Ciò che rimane sono gli alcalini e tracce di calcio/magnesio.

saluti
Mario

[ENNIO VOCIRZIO]

Complimenti, veramente complimenti Mario.
Un abbraccio a te e a tutti gli altri amici