Dicloro(iso)cianurati metallici
Continua la serie dei metalli, questa volta è toccato al Fe(II) e al Co(II).

La sintesi di questi composti è pressochè identica come metodologia a quella già presentata per i sali di nichel e rame, pertanto questa esposizione sarà incentrata sugli aspetti salienti riscontrati durante l'esperienza.


Materiale utilizzato  - reagenti
12 g cloruro di ferro (II) tetraidrato
1 g cloruro di cobalto (II) esaidrato
55 g Dicloroisocianurato di sodio

Materiale utilizzato  - apparecchiature
Vetreria da laboratorio (becher, beute, ecc)
Apparato per filtrazione
Essiccatore
Agitatore magnetico
 
Dispositivi di sicurezza individuale:
Guanti
Indumenti protettivi
Attenzione: il dicloro in soluzione libera cloro, pertanto è necessario condurre l’esperienza in luogo aperto e aerato. I sali di ferro sono irritanti e velenosi, i composti a base di cobalto sono cancerogeni accertati e pericolosi per l'ambiente. Predisporre tutte le precauzioni del caso per la loro manipolazione.


Descrizione dell'esperienza:
La procedura è sempre la stessa: si inizia solubilizzando in acqua i sali di partenza per poi unirli successivamente.
Nel caso del cobalto, ho ritenuto opportuno lavorare con il minimo indispensabile di quantità, dato il valore del cloruro di cobalto e la sua tossicità.


Con il ferro, successivamente all'unione con il DCCA, si forma istantaneamente un voluminoso precipitato giallo arancio.

   

Esso decanta dopo molto tempo e risulta veramente rognoso da filtrare anche con l'utilizzo del vuoto: per evitare di consumare ettolitri di acqua, ho lasciato la fanghiglia nel buchner per un giorno per far andar via più acqua possibile e poi l'ho trasferita, in una capsula di porcellana, direttamente in essiccatore che è riuscito a portare la fanghiglia a secchezza in 10 giorni.
Una volta polverizzato, il sale si presenta del colore che vedete in foto, di aspetto polveroso.

   

Con il cobalto, successivamente all'aggiunta di DCCA, la soluzione inizia a intorbidirsi dopo 5 minuti (all'inizio sembra non accadere assolutamente nulla...) passando dal colore violetto tipico delle soluzioni acquose di CoCl2 ad un colore nero.

   

Fermando l'agitazione si nota la presenza di un finissimo precipitato che colora anche le parteti del becher. Il precipitato, nonostante sia molto sottile, si lascia filtrare e lavare molto facilmente, tanto che non è neanche necessario il vuoto, basta imbuto normale e carta da filtro a gravità. La soluzione filtrata è praticamente limpida, appena appena rosa.
Una volta asciugato in essiccatore, il composto si sbriciola da solo, non serve neanche il pestello e si presenta di aspetto polveroso, praticamente nero.

   


Considerazioni finali:

Così abbiamo aggiunto altri due sali alla nostra collezione della famiglia del DCCA, se così possiamo dire.
E' bello vedere che comunque questi precipitati hanno caratteristiche differenti tra loro, come consistenza, solubilità, facilità di trattamento...
Dal ferro più o meno potevo aspettarmi questo colore, il cobalto mi ha deluso, pensavo meglio sinceramente, ma vabbè, ci siamo tolti la curiosità. *Fischietta*

A questo punto resterebbe il cadmio... anche se da questo non mi aspetto molto più del bianco, vale la pena tentare. Sarà l'argomento del prossimo post. :-)

A titolo di curiosità, visto che ne abbiamo parlato, vi mostro l'aspetto del DCCA e del TCCA. Sono i prodotti che utilizzo per il trattamento dell'acqua della mia piscina in giardino. Il primo è in formato granulare, il secondo, nel formato che ho io, ha aspetto di un pasticcone da circa 200 g.

   

   



Un saluto
Luigi
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quimico, TrevizeGolanCz, fosgene, ohilà, ClaudioG.
Aiuto. Alla faccia del pasticcone da 200g asd ma che dimensioni ha? Non essendo pratico te lo chiedo: ma lo si getta tutto in acqua della piscina? O si mette in un filtro? Come funziona? :-D grazie!

Beh il ferro(II) non ha colori molto particolari, di norma. Questo giallo arancio in soluzione pare un giallo ocra quando asciutto e solidificato. O sbaglio?
Il cobalto(II) ti ha deluso? Cosa ti aspettavi? I colori sono quelli, a meno di usare ligandi particolari. Ne è prova la soluzione rosa che resta. Pare violetto scuro, polvere impalpabile... Comunque hai fatto bene a farla in scala piccola. Il cobalto(II) come il nichelio(II) sono cancerogeni tosti.
Il cadmio(II) sarà poco entusiasmante ma lo sai già asd però mai dire mai, specie in chimica.

Altri cationi li proverai? Magari non bivalenti...
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luigi_67
Il cosiddetto "pasticcone" da 200 g di TCCA (chiamato in genere tricloro per brevità) ha circa 80 mm di diametro e 25 mm di altezza. Essso solubilizza in acqua molto lentamente, e infatti si utilizza in genere per il trattamento cosiddetto "di mantenimento". Esso viene posto in uno skimmer - il cestello da dove viene aspirata l'acqua dalla vasca - o nella canala di raccolta per i sistemi a sfioro e con il flusso dell'acqua che gli scorre attorno, sciogliendosi lentamente, dovrebbe assicurare un apporto continuo di cloro in vasca, compensando quello che viene consumato dagli inquinanti.
Una modalità alternativa, usata nelle vasche più piccole, è quella di utilizzare un dosatore galleggiante nel quale si trova il pasticcone, immerso in acqua: regolando delle feritoie si può determinare sperimentalmente quanto esso debba sciogliersi. Il vantaggio di quest'ultimo metodo è che la "clorazione" avviene anche con impianto filtrante spento, quindi per tutto il tempo che questo dosatore è in acqua. In genere come dosaggio si parte con una pasticca su circa 50 mc di acqua e poi sperimentalmente si aggiusta il tiro.

Questo sistema di dosaggio come facilmente intuibile non è affatto preciso però, dato che non si sa mai quanto tricloro in realtà si sciolga, con la conseguenza di trovarsi il cloro in vasca a zero oppure alle stelle.
Per questo il tricloro non può essere usato nelle piscine pubbliche dove è richiesto un dosaggio e controllo continuo e preciso di cloro in vasca. Poi c'è chi lo fa lo stesso ma è un'altra storia...
Io stesso ne ho abbandonato l'utilizzo, usandolo solamente come mantenimento in quelle rare volte in cui a casa non c'è nessuno e quindi la piscina va avanti da se (in estate ovviamente).

Il DCCA o dicloro per gli amici, invece ha la caratteristica di solubilizzare molto rapidamente e questo consente di dosarlo con relativa precisione.
Esso si dosa in genere da 1 a 3 g di prodotto per mc di acqua per ottenere in vasca un valore di cloro libero di circa 1mg/l. E' utilizzato con successo nelle cosiddette clorazioni d'urto, con un dosaggio di circa 15 g/mc.
Poichè ogni vasca poi fa storia a se, anche in questo caso le dosi vanno aggiustate secondo le esigenze specifiche.
Il DCCA può anche essere utilizzato, previa solubilizzazione in acqua, negli impianti con dosatore automatico, al posto dell'ipoclorito di sodio.

Tornando ai nostri sali, concordo con te che i colori sono quelli, però speravo magari in qualche colorazione particolare almeno per il cobalto, ma è solo una constatazione soggettiva.
Il ferro si, il sale è dell'esatto colore che vedi in foto.
Provare altri sali si può fare ma gli elementi di transizione li ho terminati... potrei provare l'argento(I) sacrificando un po' del suo prezioso nitrato :-)
Un saluto
Luigi
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quimico, Igor
Grazie della spiegazione :-D molto gentile! Come sempre...

Beh ci sarebbe da provare ma sono sole fisime mie.

L'argento(I) lascialo nitrato. Con quel che costa non mi pare il caso di sprecarlo. Tanto sicuramente parte diventerà cloruro, parte reagirà e avrai un sale bianco. Non è che ci si debba aspettare cose strane. Ma se puoi vuoi provare in provettina fai pure. Inutile sprecarne di più che per un piccolo saggio :-D
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Luigi, credo che il sale di cobalto sia in realtà l'idrossido di Co (III).Saluti Mario
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luigi_67
Ad essere sincero avevo pensato anche io ad una formazione del genere visto l'aspetto, però mi sfugge il come possa aver ottenuto questo composto...
Un saluto
Luigi
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Luigi penso dipenda dal fatto che il cobalto(II) in presenza di azoto organico tende ad ossidarsi a cobalto(III). Alcuni atomi donatori come azoto, fosforo e zolfo presenti in ligandi con legato cobalto(II) si è dimostrato sperimentalmente ossidarsi a cobalto(III)... Ovviamente il responsabile dell'ossidazione è l'ossigeno atmosferico. È vero che nel tuo caso gli atomi di azoto sono meno elettron-donatori per la presenza di carbonili ma il ligando ha comunque ancora carattere donatore. Sarebbe da analizzare la donazione e la retrodonazione tra metallo e ligando.
Sarebbe da riprovare degasando con azoto o argon l'acqua con cui prepari le soluzioni e degasando anche il sistema in cui lavori, filtri... Troppo sbattimento.
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luigi_67
Luigi oltre al Co aggiungerei un altro elemento con uno strano comportamento, il manganese.
Sono partito dal cloruro di manganese (II) tetraidrato.
Inizialmente la soluzione è rimasta incolore, ma adesso, dopo più di mezzora dall'aggiunta del dicloroisocianurato di sodio, è virata al giallo ocra, un colore meno intenso di quello del ferro comunque, il che mi fa pensare che si sia formato Mn(OH)2 (lo so che è instabile...).
Qualcuno ha per caso qualche dato sulla T di decomposizione dei composti del manganese? Perchè portando la soluzione ad una T di circa 55°C si ha un precipitato nero/marrone che presumo essere MnO2.
8-)  Tanto vetro zero reagenti 8-)
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Ho appena finito di mangiare e la soluzione adesso è limpido con un precipitato nero/marrone, quindi il il riscaldamento ha solo accelerato la reazione.
8-)  Tanto vetro zero reagenti 8-)
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Buonasera a tutti!
Torno dopo un breve periodo di inattività presentandovi questa semplice sintesi, di ottimo esito assicurato, eseguita diversi mesi fa in un momento di respiro tra tutti gli impegni. Veniamo alla pratica:

Reagenti
  • Dicloroisocianurato di sodio diidrato NaDCCA
  • Solfato rameico pentaidrato
  • Acetone
  • Acqua distillata
Apparecchiature e vetreria
  • Beuta 300 ml cono NS 29/32 e relativo tappo
  • Beaker 100 ml
  • Contenitori di grande capacità
  • Materiale per filtrazione per gravità, meglio se a vuoto
  • Spatole e bacchette in vetro
Procedimento
  1. Preparare una soluzione di 12,5 g (0,05 mol) di solfato rameico pentaidrato in circa 100 ml di acqua distillata. Preparare una soluzione di 51,2 g (0.05 mol) (leggerissimo eccesso) di dicloroisocianurato di sodio in circa 250 ml di acqua distillata.
       

  2. Unire le due soluzioni, sotto agitazione manuale, meglio se mangetica, in una beuta da 300 ml. Precipita un copioso precipitato lilla del sale di rame dell’acido dicloroisocianurico. Il precipitato è praticamente insolubile. Tappare e scuotere.
       

  3. Far decantare il prodotto, eliminare il surnatante e lavare con acqua distillata. Filtrare su carta per gravità, meglio sotto vuoto su setto P3. I filtri tendono ad impaccarsi velocemente. Lavare prima con acqua distillata, poi con acetone.
  4. Seccare in forno a 150 °C per 45 minuti. Il prodotto tende a trattenere molta acqua. Se possibile, tenere in essiccatore per una settimana.
Resa e discussione dei risultati
   

CuSO4 + 4 Na(C3Cl2N3O3--> Na2[Cu(C3Cl2N3O3)4] + Na2SO4
La resa è di circa 40,9 g (0,04 mol), pari al 91,1% teorica 44,86 g (0,05 mol). Le principali perdite sono da imputare alla non completa solubilizzazione di uno dei due reagenti oppure alla non filtrazione, nel caso per aver utilizzato la filtrazione per gravità, di particelle di diametro inferiore ai pori della carta.
Il prodotto reagisce violentemente in modo esotermico con l'acido cloridrico 18M c.a, producendo cloro gassoso. Se si utilizza un setto poroso per la filtrazione, l'acido cloridrico diluito è la cosa migliore per la pulizia.
Sostituendo il rame con altri cationi metallici si ottengono i diversi sali dei suddetti cationi, intensamente colorati nel caso dei metalli di transizione, come è stato sperimentato da luigi_67.

Perdonatemi per le immagini, le ho girate ma non so perché quando le ho pubblicate sono rimaste storte. Quando vengono aperte, però, si raddrizzano. Mistero...
Saluti,
Riccardo
"L'importante è non smettere mai di farsi domande.La curiosità ha buoni motivi di esistere."
                                                                      -Albert Einstein-
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zodd01, EdoB, luigi_67, ClaudioG., ale93




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