Ipomanganato(V) di sodio sintesi

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ale93

2011-06-22 17:15

I più noti stati di ossidazione del manganese sono 2+, 4+ e 7+ Alcuni composti molto noti per ogni stato di ossidazione sopra citato sono: solfato(o cloruro,carbonato,ecc.) di manganese(II), biossido di manganese(IV) e permanganato(VII) di potassio. Ma esistono anche altri stati di ossidazione che sono il 3+,5+ e 6+ Per quanto riguarda Mn(III) un esempio è il solfato di manganese(III), la cui preparazione è però molto pericolosa(Mn2O7 ad alte temperature :esplosivo: ), i sali di Mn(V) sono detti ipomanganati, quelli di Mn(VI) sono detti manganati. I colori per ogni stato di ossidazione sono: -Mn(II): rosa pallido-bianco -Mn(III): verde scuro -Mn(IV): nero-marrone -Mn(V): blu scuro -Mn(VI): verde scuro -Mn(VII): viola La sintesi dell'ipomanganato di sodio è condotta riscaldando una miscela di NaOH con un leggero eccesso di MnO2, oppure per riduzione del manganato con Na2SO3, non avendo Na2SO3 ho provato la prima strada! ATTENZIONE: NaOH è molto corrosivo, specialmente se fuso, e può causare gravi danni alla pelle o agli occhi, utilizzare guanti appropriati e molto robusti(NO guanti in lattice o simili) MATERIALE NECESSARIO: -Piastra riscaldante -Becker da 50ml -Permanganato di potassio :irritante::comburente::preicoloambiente: ( MnO2, per chi lo avesse già pronto) -Perossido di idrogeno 35% :corrosivo: -Idrossido di sodio :corrosivo: PROCEDIMENTO: Per prima cosa occorre preparare il diossido di manganese dal permanganato di potassio. A tale scopo si sciolgono 3,5g di permanganato in 300ml di acqua e si aggiunge a piccole porzioni perossido di idrogeno al 35% fino a che il violetto della soluzione di permanganato scompare lasciando precipitare MnO2.

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Si lascia decantare il liquido, si raccoglie il precipitato, lo si lava con acqua più volte e lo si lascia asciugare. Ottenuto il biossido di manganese, se ne prende 1,05g e lo si pone in un mortaio insieme a 1,4g di idrossido di sodio. Si polverizza rapidamente la miscela e la si rende il più possibile omogenea (sempre rapidamente, per impedire che NaOH prenda troppa aria). Si trasferisce il tutto in un becker da 50ml e si scalda su piastra a circa 300°C per 30 minuti, mescolando ogni 5min. Bisogna fare attenzione a non lasciare pezzi grossi di NaOH che potrebbero corrodere il vetro.
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Inizialmente la miscela diventa sempre più scura, dopo circa 10 min alcune parti iniziano a diventare blu. La reazione che avviene è: 2MnO2 + 6NaOH + 1/2O2 ===> 2Na3MnO4 + 3H2O L'ipomanganato di sodio si presenta come una povere blu scura, se sciolta in acqua acidificata con qualche goccia di H2SO4 si ossida immediatamente a permanganato, se invece si scioglie in una soluzione di NaOH si ossida a manganato che rimane stabile per alcuni minuti prima di ossidarsi a permanganato.
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La resa è stata di 1,8g corrispondente all'85% della teorica, un po' è rimasto tenacemente attaccato al becker. Per lavare la vetreria si usa H2O2 35%
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I seguenti utenti ringraziano ale93 per questo messaggio: AgNO3, **R@dIo@TtIvO**, Publios Valesios, jobba, fosgene

as1998

2011-06-22 17:43

bravo... interessante sintesi, appena trovo il perossido di idrogeno 35% la provo...

bellissima la prima foto! asd

NaClO3

2011-06-22 17:50

ragazzo mio, se usi direttamente MnO[Sup]2 non serve il perossido!

as1998 ha scritto:

bravo... interessante sintesi, appena trovo il perossido di idrogeno 35% la provo...

bellissima la prima foto! asd

Ale:

quindi non puoi ne filtrarlo ne ricristallizzarlo ovviamente!

come fai a dire che il tutto si sia "trasformato" nel tuo bel sale e quindi calcolare la resa??

Beefcotto87

2011-06-22 17:50

Molto bello come colore! Ma per comodità non si riesce a partire direttamente dall'ossido?

AgNO3

2011-06-22 17:56

Ovviamente dall'ossido MnO2 è più comodo e si evita il passaggio tramite idrogeno perossido. Ma siccome la fonte di MnO2 è quella di pile,solitamente,si preferisce nelle sintesi utilizzare quello autoprodotto,a meno che non si possieda ossido puro. COmplimenti ale! Non conoscevo questi composti. Il prodotto è stabile o tende a ossidarsi/ridursi?

NaClO3

2011-06-22 18:00

Ag, di solito questi prodotti, direi, "esotici" tendono a dismutare, quindi si ossidoridurranno, noto infatto in ogni beuta un fondo di MnO2, che probabilmente deriverà sì dalla dismutazione, ma anche dalle impurità presenti nel prodotto!

marco the chemistry

2011-06-22 18:04

Io possiedo un bel po' di MnO2 puro in polvere finissima solamente che è poco reattivo e non so se possa funzionare lo stesso..

ale93

2011-06-22 18:08

Grazie a tutti! @beef: si può partire dal diossido direttamente a patto che questo sia di elevata purezza, quindi non va bene quello delle batterie e MnO2 puro è molto costoso @as la trovi al colorificio, va benissimo anche quella a 36 vol. che si trova in farmacia @Ag è stabile se tenuto perfettamente asciutto al riparo dall'umidità, altrimenti si ossida dapprima a manganato, poi a permanganato, basta scioglierlo in acqua per accorgersene @clor la resa l'ho calcolata sulla base del diossido di manganese, se fosse presente anche in piccole quantità nel prodotto finale si distinguerebbe facilmente (infatti un po' c'è...il leggero eccesso, circa 0,05g) @marco: perchè non dovrebbe?

AgNO3

2011-06-22 18:09

marco che discorso è che è poco reattivo? Se il tuo ossido è puro va benissimo per la sintesi,non è che c'è un ossido MnO2 più reattivo di un altro...

ale93

2011-06-22 18:12

Mescolalo con H2O2 35% o HCl poi vediamo se è poco reattivo asd

NaClO3

2011-06-22 18:16

ale93 ha scritto:

@clor la resa l'ho calcolata sulla base del diossido di manganese, se fosse presente anche in piccole quantità nel prodotto finale si distinguerebbe facilmente (infatti un po' c'è...il leggero eccesso, circa 0,05g)

in che senso?

AgNO3 ha scritto:

marco che discorso è che è poco reattivo? Se il tuo ossido è puro va benissimo per la sintesi,non è che c'è un ossido MnO2 più reattivo di un altro...

eh no, voglio vedere se è ben calcinato come me lo fai reagire.

ale93

2011-06-22 18:17

NaClO3 ha scritto:

in che senso?

MnO2 è nero, si vede se non ha reagito asd

**R@dIo@TtIvO**

2011-06-22 18:18

MI è piaciuta questa sintesi, la proverò al più presto!! Io posseggo del biossido puro SA userò quello..

NaClO3

2011-06-22 18:19

ale93 ha scritto:

MnO2 è nero, si vede se non ha reagito asd

ma come puoiu dire così, se è in mezzo ad una polvere scura, come fai a notare la sfumatura più scura?

poi in base a cosa dici che è 0.05g?

**R@dIo@TtIvO**

2011-06-22 18:21

ah consiglio di effettuare la sintesi in un crogiolo metallico, la soda può attaccare il vetro e poi son guai!!


ale del biossido ci sarà sicuramente nel tuo prodotto finale, ma per collezione va più che bene

ale93

2011-06-22 18:23

NaClO3 ha scritto:

ma come puoiu dire così, se è in mezzo ad una polvere scura, come fai a notare la sfumatura più scura?

poi in base a cosa dici che è 0.05g?

io ne ho messi 0,05g in più asd

comunque dalla foto con il flash si vedono poche macchioline scure!

Con il metodo con Na2SO3 si dovrebbe ottenre il prodotto più puro, ma è un casino da per asciugarlo senza farlo ossidare

R@d il mio becker è perfettamente intatto asd

**R@dIo@TtIvO**

2011-06-22 19:10

sisi ok è intatto, ma è inutile dire meglio prevenire che curare!!

Max Fritz

2011-06-23 09:46

Attenzione che alcune volte i metalli possono essere anche peggio del vetro... almeno col vetro la reazione non è violenta, con i metalli (se reagiscono) potrebbe esserlo!!

Molti ossidi, caro Ag, se calcinati possono essere meno reattivi. Assolutamente falso il fatto che non esiste una forma meno reattiva di un'altra, specie quando si parla di ossidi. Ma tanto continuiamo a ripetere le medesime cose...

Piuttosto però bisognerebbe dire che con un attacco del genere, da parte di NaOH, anche quello poco reattivo, magari con tempi leggermente diversi, può benissimo reagire.

Anche a me è piaciuta questa sintesi, perchè conoscevo questo stato di ossidazione solo in soluzione stranamente, e solo per pochi secondi. Ale, senza aspettare che mi metta anch'io a replicarla, fà una cosa se hai voglia/tempo: sciogline una punta di spatola in pochi mL di soluzione concentrata di NaOH mooolto fredda e dicci se la colora di blu-azzurro almeno per un secondo ;-)

**R@dIo@TtIvO**

2011-06-23 10:14

capito Max, non ci avevo pensato.. la porcellana però non dovrebbe attaccarla.. o si?

AgNO3

2011-06-23 10:14

Max Fritz ha scritto:

Ma tanto continuiamo a ripetere le medesime cose...

Che siamo a scuola che i professori si arrabbiano se fai domande su argomenti già trattati?

Sapevo che gli ossidi venivano calcinati in muffola ma non pensavo che ciò diminuisse la loro reattività.

ale93

2011-06-23 10:17

Rad anche la porcellana viene attaccata Comunque ora provo a scioglierlo in una soluzione concentrata e fredda di NaOH e vedo se si colora di blu

**R@dIo@TtIvO**

2011-06-23 10:18

ok come non detto meglio becher e attenzione.. asd

Max Fritz

2011-06-23 10:18

**R@dIo@TtIvO** ha scritto:

capito Max, non ci avevo pensato.. la porcellano però non dovrebbe attaccarla.. o si?

Da quel che so io, attacca anche la porcellana. Persino alcuni metalli nobili dovrebbero essere attaccati dalle basi fuse. Non so come si comporterebbe in un crogiolo di nichel, piuttosto che in uno di acciaio inox o di zirconio, ma c'è da dire che i metalli, se reagiscono, hanno lo svantaggio di inquinare il prodotto e il vantaggio di non creparsi/rompersi creando spiacevoli incidenti.

AgNO3 ha scritto:

Che siamo a scuola che i professori si arrabbiano se fai domande su argomenti già trattati?

Sapevo che gli ossidi venivano calcinati in muffola ma non pensavo che ciò diminuisse la loro reattività.

Essere ridondanti non è bello da nessuna parte, non solo a scuola. Ma aldilà di questo, cambiare la struttura cristallina di un composto influisce spesso sulla sua reattività ;-)

Publios Valesios

2011-06-23 12:34

Bel lavoro Ale. Anch'io penso di effettuare questa sintesi. Vorrei però sollevare un problema: perchè il diossido di manganese delle pile in quanto impuro non è utilizzabile per la sintesi? E poi forse bisognerebbe domandarsi se esista qualche semplice metodo di purificazione: sia il permanganato di potassio che il diossido di manganese puri sono infatti abbastanza costosi.

Saluti

ale93

2011-06-23 12:58

Publios Valesios ha scritto:

Bel lavoro Ale. Anch'io penso di effettuare questa sintesi. Vorrei però sollevare un problema: perchè il diossido di manganese delle pile in quanto impuro non è utilizzabile per la sintesi? E poi forse bisognerebbe domandarsi se esista qualche semplice metodo di purificazione: sia il permanganato di potassio che il diossido di manganese puri sono infatti abbastanza costosi.

Saluti

Grazie per i complimenti!

Se utilizzi MnO2 delle batterie non avrai mai come risultato una bella polvere blu, ma giallo-marrone, perchè MnO2 che trovi nelle pile contiene Fe e altre porcherie...

NaClO3

2011-06-23 13:36

c'è un pochetto di carbone, c'è un pochetto di zinco, c'è un pochetto di Fe(II), basta scioglierlo in acqua, farlo bollire per un po' di tempo con una soluzione di acido solforico e filtrare.

se a livello teorico non funziona non saprei dirti, ma effettivamente funziona, certo il carbone non lo levi, ma è il meno.

**R@dIo@TtIvO**

2011-06-23 13:45

già sapevo anche io di lavarlo con solforico diluito e poi filtrare..

ale93

2011-06-23 16:00

Allora ho appena provato a scioglierne una punta di spatola in una soluzione satura di NaOH, ed è insolubile, dopo pochi secondi si discioglie a dare il colore verde del Mn(VI). Poi ho provato con una soluzione al 28%, molto fredda, e inizialmente si è disciolto dando il colore blu(durato pochissimo) e poi ha dato spazio ad una soluzione verde con molto precipitato Infine ho usato NaOH al 50% e la soluzione si è colorata dapprima di azzurro e poi è subito diventata verde Ah ho appena notato che il becker si è un po' opacizzato sul fondo, ma nulla di grave.

al-ham-bic

2011-06-23 20:08

NaClO3 ha scritto:

c'è un pochetto di carbone, c'è un pochetto di zinco, c'è un pochetto di Fe(II), basta scioglierlo in acqua, farlo bollire per un po' di tempo con una soluzione di acido solforico e filtrare.

se a livello teorico non funziona non saprei dirti, ma effettivamente funziona, certo il carbone non lo levi, ma è il meno.

Nelle pile zinco-carbone non c'è per niente "zinco" (se non nella lamina dell'anodo), non c'è per niente ferro, c'è tanto carbone, NH4Cl e MnO2.

Il carbone si leva benissimo con qualche accorgimento.

---

Sto facendo proprio in questo periodo un lavoretto con queste pile riguardo il manganese...

NaClO3

2011-06-23 20:19

non lo so Al, io li ho trovati con l'assorbimento atomico (ovviamente a scuola) in una giornata aperta, per fare le cose più curiose e inutili, abbiamo trovato zinco e ferro in varie concentrazioni nella pasta di quelle pile.

jobba

2011-06-23 20:31

--- OT........Sto facendo proprio in questo periodo un lavoretto con queste pile riguardo il manganese... pile zinco carbone? non penso si trovino ancora... chissa dove le avevi(beato te).. spero che potremmo vedere presto il tuo lavoro, e magari ci dirai i piccoli accorgimenti per eliminare il carbone...OT

as1998

2011-06-23 20:32

jobba ha scritto:

--- ........Sto facendo proprio in questo periodo un lavoretto con queste pile riguardo il manganese... pile zinco carbone? non penso si trovino ancora... chissa dove le avevi(beato te).. spero che potremmo vedere presto il tuo lavoro, e magari ci dirai i piccoli accorgimenti per eliminare il carbone...

le pile zinco-carbone le trovi in qualsiasi centro commerciale, sono le pile più economiche.

Nicolò

2011-06-23 20:37

Cerchiamo di rimanere in topic, ci sono montagne di pagine sulle pile. Grazie

al-ham-bic

2011-06-23 20:49

Ci credo Clor ;-) , ma siete andati a cercare il pelo nell'uovo?

Puoi quantificare (indicativamente) quanto ferro rispetto al manganese? Se si tratta di impurezze non sono significative in questo contesto approssimato!

Lo zinco invece sarà stato un po' maggiore e deriva sicuramente dalla migrazione dall'anodo parzialmente consumato.

---

Le pile zinco-carbone si trovano ancora, anche se più difficilmente di una volta.

Job, per eliminare il carbone, dopo aver sciolto l'MnO2, occorre armarsi di tanta pazienza (e tempo!) e decantare la soluzione opportunamente diluita; inutile tentare di filtrare la brodaglia nera.

Si deve riuscire ad ottenere una soluzione manganesifera (pronta per gli esperimenti successivi, quali che siano) perfettamente limpida, senza traccia di C.

Una volta eliminato il carbone, la strada è tutta in discesa.

I seguenti utenti ringraziano al-ham-bic per questo messaggio: jobba

NaClO3

2011-06-23 21:03

sì, volevamo cercare Cu, Na, K, Mg, Zn, Fe e Cr.

se ricordo bene per il rame non è stato possibile intrecciare i dati con la retta di taratura, idem per K Na Mg e Cr.

lo zinco e il ferro, anche qui se non ricordo male, si parlava di quale centinaio di ppm, quantificare esattamente con i dati in molarità e assorbanza mi risulta difficile in quanto non ho il quadernino di laboratorio!

al-ham-bic

2011-06-23 21:35

NaClO3 ha scritto:

...lo zinco e il ferro, anche qui se non ricordo male, si parlava di quale centinaio di ppm...

Ah, ecco adesso ci siamo.

Correlando il risultato quantitativo nel contesto di questo lavoro, questo conferma esattamente quello che ho detto prima: in pratica, NON c'è ferro e zinco! asd

NaClO3

2011-06-23 21:42

bè, certo, parlando di qualche ppm di Zn e Fe in una pila equivale a dire che non ce ne è!

ma infatti ai fini di utilizzare la pasta delle pile non sono loro a dare problemi, diciamo che il cabone è difficile da separare, anche perchè decantando la sospensione acquosa del MnO2 delle pile, anche i carbone dovrebbe precipitare!

as1998

2011-06-24 10:17

NaClO3 ha scritto:

bè, certo, parlando di qualche ppm di Zn e Fe in una pila equivale a dire che non ce ne è!

ma infatti ai fini di utilizzare la pasta delle pile non sono loro a dare problemi, diciamo che il cabone è difficile da separare, anche perchè decantando la sospensione acquosa del MnO2 delle pile, anche i carbone dovrebbe precipitare!

non si potrebbe bruciare il carbone?

NaClO3

2011-06-24 11:57

bè sì, arroventando, magari aiutandosi con un poco di nitrato di K o clorato, sospendendo in acqua bollente e filtrando, sì si dovrebbe.

al-ham-bic

2011-06-24 22:47

NaClO3 ha scritto:

...il cabone è difficile da separare, anche perchè decantando la sospensione acquosa del MnO2 delle pile, anche i carbone dovrebbe precipitare!

Se è una sospensione acquosa MnO2-C perchè mai i due dovrebbero separarsi? O stanno su o vanno giù insieme.

PRIMA si trasforma il manganese in sale solubile, POI si decanta la SOLUZIONE!

In questo modo non è difficile, è solo lungo e noioso.

---

Separare il biossido di manganese in miscela con carbone tentando di bruciare quest'ultimo (nella miscela! azz! ) con K nitrato? Spero che il metodo sia stato concepito di sabato mattina (ore 03:30 circa) dopo la nottata del venerdì a base di superalcolici...

Chimico

2011-06-24 22:57

con il nitrato diventa manganato...se si arroventa poi molto probabilmente si calcina il biossido...insomma..c'è da provare o da fare come dice Al...basta HCl in quel caso...e lavorare all'aperto...

al-ham-bic

2011-06-24 23:08

Giusto Chimico, ma per concludere provare a immaginare tutte le reazioni e tutti i prodotti che si vanno a formare combinando (a 1500 gradi) C, MnO2, KNO3...

Chi separerà mai i componenti dalla massa nera dopo la "combustione"?

Prima ne avevamo solo due, ben definiti; ora ne abbiamo...xxx... tutti indefiniti, chi solubile, chi poco, chi niente... azz!

(Ma non è per critica, è solo un ragionamento per il simpatico NaClO3).

NaClO3

2011-06-25 00:01

nulla da ridire, Al io mi inchino alla tua esperienza!!!

no, erano mie supposizioni, per giunone!!!