Preparazione acido tartarico

[Publios Valesios]

Salve, come promesso posto la preparazione dell'acido tartarico (o acido diidrossibutandioico). Si tratta di un acido organico che presenta gli isomeri ottici levogiro e destrogiro. La sua produzione in piccolo non è conveniente, ma ho voluto tentare lo stesso.
La procedura sebbene un pò laboriosa è molto semplice, adattata a partire dal Salomone.
Reagenti necessari:
37,5 g di cremore o tartrato acido di potassio (C4H5KO6)
15 g di carbonato di calcio in polvere (CaCO3)
15 g cloruro di calcio (CaCl2 :irritante: )
26 g acido solforico al 98 % (H2SO4 :corrosivo: ) sciolto in 75 ml di acqua

Attrezzatura impiegata:
Beaker vari
Imbuto in plastica
Filtro di carta
Fornello o piastra riscaldante


Procedimento:
Si pongono in un beaker 37,5 g di bitartrato di potassio, poi si aggiungono 250 ml d'acqua bollente cercando di sciogliere il tartrato il più possibile (esso è molto poco solubile in acqua). Mantenendo sempre alta la temperatura ma sotto l'ebollizione aggiungere 15 g di carbonato di calcio in polvere a poco a poco. Subito si nota lo sviluppo di anidride carbonica (CO2). Il tartrato acido di potassio è trasformato in tartrato di potassio e tartrato di calcio insolubile in acqua secondo la reazione:
CaCO3 + 2C4H5KO6C4H4CaO6 + C4H4K2O6 + H2O + CO2

Si aggiungono poi 15g di cloruro di calcio sciolti precedentemente in acqua distillata. Il tartrato neutro di potassio diviene tartrato di calcio che precipita.
C4H4K2O6 + CaCl22KCl + C4H4CaO6

Si raccoglie per filtrazione a caldo il tartrato di calcio e lo si pone in un beaker da mezzo litro a bagnomaria. Lo si decompone per aggiunta di 26 g di acido solforico al 96% precedentemente diluito in 75 ml d'acqua. Dopo circa mezz'ora a bagnomaria il tartrato di calcio è convertito in acido tartarico secondo la reazione:
H2SO4 + C4H4Ca6CaSO4 + C4H6O6

Si filtra quindi a caldo e si lava poi il solfato di calcio filtrato che contiene dell'acqua in cui è presente acido tartarico. Si uniscono quindi le acque di lavaggio al filtrato. Quest'ultimo lo si lascia evaporare a temperatura ambiente per circa una settimana, poi i cristalli si asciugano e si conservano senza particolari accorgimenti.
La resa è stata 16 grammi su 29,7 teorici, cioè del 55,1 %, quindi abbastanza deludente considerando anche che ho lavato frettolosamente il solfato e che un pò è rimasto nel cristallizzatore.

Posto foto:in alto a sn il tartrato di calcio inizia a depositarsi sul fondo, a dx in alto verso il solforico sul tartrato di calcio, in basso a sn soluzione di acqua e acido tartarico, in basso a dx acido tartarico cristallizzato.
Ho pensato anche di inserire il video XD

http://youtu.be/Bt36jpk02Pk
Grazie per l'attenzione

[quimico]

a mio modesto parere questa è preparazione e non sintesi dell'ac. tartarico... per di più hai il racemo... comunque bel lavoro

[Chemistry4888]

Sicuramente ha il racemo, non ha utilizzato nessun iniziatore chirale o reagente a chiralità definitiva quindi non può aver creato la chiralità da un ambiente non chirale. Avrai ottenuto un racemo ma hai comunque svolto un ottimo lavoro

Vorrei proporti/vi un metodo bizzarro per la risoluzione di questo racemo. La risoluzione del racemo può essere effettuata attraverso una semplice procedura meccanica o attraverso una procedura chimica meno bizzarra.

Il racemo dell'acido tartarico sotto i 27° forma un conglomerato, ciò vuol dire che se si ha pazienza (molta) è possibile tramite una pinzetta e una lente di ingrandimento (meglio un microscopio) riconoscere i differenti enantiomeri dalla loro struttura cristallina. Questo metodo fu il metodo utilizzato da Louis Pasteur nella prima risoluzione racemica della storia della chimica (1847). Al di sopra dei 27° non si ha più un conglomerato ma bensì un racemato e questa operazione è impossibile da effettuare (vedere Fig.1 sottostante).

Un aneddoto molto simpatico fu il dibattito avvenuto tra Pasteur e un altro scienziato dell'epoca riguardante la separazione manuale dei due enantiomeri dell'acido tartarico. Non vi dico il perchè del loro dibattito, vi dico solo che lo scienziato che confutava la tesi di Pasteur aveva il suo laboratorio in una bellissima zona tropicale sul mare.

Fig.1 Conglomerato e racemato dell'acido tartarico

Naturalmente questa risoluzione è quella meno costosa ma ne esistono di più efficienti e veloci, la più famosa ed utilizzata è sicuramente quella che utilizza gli Agenti Risolventi Otticamente Puri (risoluzione per via chimcia). Questi agenti risolventi portano alla formazione di una coppia di diastereoisomeri che può essere separata sfruttando le loro differenti proprietà fisiche (solubilità) ed ottenere quindi i due cristalli puri.

Vi allego lo schema per la risoluzione della 1-feniletilammina invece di quello dell'acido tartarico (non riesco a trovarlo adesso, se lo trovo lo posterò in seguito), in modo da rendere l'idea di come si lavora con gli Agenti Risolventi Otticamenti Puri. La differenza fra la procedura postata e quella per la risoluzione dell'acido tartarico si trova nella differente scelta dei vari solventi utilizzati.

Risoluzione della 1-feniletilammina utilizzando come Agente risolvente, l'acido (RR)-(+) tartarico

[al-ham-bic]

Bravo Publios, il 50% mi sembra già un buon risultato.
La prima cosa che io avrei fatto è assaggiarlo...
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Interessante il commento: quella della pinzetta è proprio ottocentesca! Guarda bene solo la differenza tra i due cristalli, mescolane diecimila non così belli ma irregolari, ruotali in tutti i sensi e mettine di tutte le dimensioni e poi pensa a separali uno sì e uno no...

[Dott.MorenoZolghetti]

Se ci è riuscito Pasteur già ben oltre i sessanta...vuoi che non ci riesca un giovane brillante che frequenta il forum? Un po' di ottimismo, per diana!

[Chemistry4888]

Sicuramente Al, il medoto "pinzetta-lente e tanta pazienza" è molto ottocentesco ma è pur sempre il metodo che ha portato alla prima risoluzione racemica. Cosa non si faceva all'epoca per il bene della scienza

Inoltre se si lavora bene (di occhio) ottieni, praticamente a costo zero entrambi gli enantiomeri con un eccesso enantiomerico del 100% (o molto vicino, errare è umano), un rapporto qualità/prezzo quasi imbattibile

[al-ham-bic]

Sì, sì, mi avete convinto alla grande: devo essere più ottimista! Forza Publios, comincia tu...

[Dott.MorenoZolghetti]

Caro Al, io personalmente ho due distinti flaconi di acido uno D e uno L. Questo vuol dire che è possibile. I miei flaconi sono "separati".

[Chemistry4888]

Possedendo entrambi gli enantiomeri dell'acido tartarico, Dottore perchè non prova ad osservare sotto lente (o sotto un microscopio) un cristallo dell'acido L e uno dell'acido D e ci dica se è davvero possibile (possibile inteso senza diventare matti o ciechi) riconoscere i due differenti cristalli dell'acido tartarico.

Personalmente ho sempre sognato di farlo, impersonificando il Pasteur della situazione ma la mia vita universitaria e i vari impegni mi hanno sempre impedito di effettuare questa "bizzarra" esperienza.

Lascio a lei l'onore di tutto ciò!!

[Dott.MorenoZolghetti]

Certo che lo è!
Anzi, ti aspetto a Torino per una prova pratica!