Preparazione dell'acido tereftalico

[zodd01]

Salve a tutti,

voglio condividere con voi un esperimento di recupero dell' acido tereftalico per idrolisi del PET. 

VETRERIA E REAGENTI

Becher
Beuta codata da vuoto
Filtro con setto poroso
Soda
Acido solforico
Bottiglia in PET
Acido cloridrico

   

PROCEDURA

Da una bottiglia in PET incolore vengono asportati la carta, il collo e il fondo e poi tagliata in piccoli pezzi. Ottenuti 19,28g di materiale, messi in un becher. A parte vengono preparati 150ml di soluzione di 18 ml di acqua portata a volume con acido solforico al 95 % e versati nel becher ancora caldi. La soluzione è nera perché l'acido solforico che mi ritrovo è nero.

           

Tempo 20 min. tutti i pezzi di PET si sciolgono nella soluzione, la depolimerizzazione è avvenuta. A questo punto si aggiunge un ugual volume d'acqua, si agita per altri 20 min. La soluzione diventa lattiginosa grigia. Si nota un leggero svolgimento di gas. Si filtra su setto poroso. Il filtrato è verde.

           

I prodotto sporco lo si purifica solubilizzandolo in 200 ml di NaOH al 15% ( la soluzione ridiventa nera ), si rifiltra su setto poroso questa volta recuperando il filtrato anziché il residuo. Dalla soluzione si fanno evaporare 50 ml portando a leggera ebollizione. Dopodiché si aggiungono 2 x 50 ml di HCl al 37 %. Si forma immediatamente una sospensione biancastra che viene filtrata a sua volta su setto poroso. Il prodotto di colore bianco sporco ancora umido pesa 42,59 g.

           

CONCLUSIONI

Il prodotto è ancora umido, devo seccarlo, lavarlo con solvente e ricristallizzarlo. Poi punto di fusione. Tutte quelle purificazioni potrebbero essere evitate forse se si usa acido solforico ' chiaro '. La procedura è semplice, quasi tutto il tempo lo si passa a filtrare. Essa mostra un fine alternativo di una bottiglia d'acqua 

P.S.
Dopo alcuni giorni a seccare all'aria il prodotto è arrivato a pesare 19,45g. Provando a cristallizzarlo da etanolo è avvenuto un incidente e ho perso il prodotto.

Riferimenti

Brevetto USA: US4355175

  US4355175.pdf (Dimensione: 527.47 KB / Download: 211)

[ClaudioG.]

Bello. Un Buchner può essere usato in sostituzione del setto poroso?

[marco the chemistry]

Sì, certamente!
La procedura mi sembra fin troppo lunga e complicata. Una via molto più semplice sta nell'idrolizzare il PET con una soluzione di soda di acqua/etanolo, magari a riflusso. Si evapora l'etanolo, si filtra a caldo e per acidificazione si depone l'acido tereftalico come cristalli bianco puro.
Altra metodica prevede l'idrolisi del PET con NaOH in etilenglicole quasi bollente (decisamente meno carina come procedura)

[zodd01]

@ Claudio:

Lo usai in una prova precedente un buchner. Cambiavo un filtro al minuto, si tappava subito. Chiaramente in mancanza di un setto poroso mi accontenterei pure io.

@ marco:

Bah, complicata non direi. Passi mezza giornata a filtrare. Che si può accorciare sì, se c'hai l'acido chiaro. Tutto il bordellino viene dal fatto che quell'acido solforico usato è nero e ingrigia il prodotto.

[marco the chemistry]

Sì, ma con il mio metodo non hai problemi di filtrazione...è una soluzione limpida e incolore....usando H2SO4 ottieni anche diossano e prodotti di polimerizzazione del gligole etilenico e dell'acetaldeide, altra robaccia nera in giro

[Mario]

In letteratura i tempi di reazione e le temperature sono molto più alti. In compenso basta già un acido solforico 10M per rese quasi del 100%.

   

In questo grafico si vede come varia la resa all'aumentare della concentrazione dell'acido solforico. Interessante osservare il rapido incremento intorno a 6M.

Nel prossimo grafico si evidenzia come siano necessarie parecchie ore per avere rese decenti:

   

Alla luce di quanto esposto nutro seri dubbi sulla resa finale.

Aggiungo, per completezza, la reazione che avviene. Si dimentica quasi sempre di riportarla, però è utile per capire i prodotti che si formano:

   


saluti
Mario

[zodd01]

Può visionare e scaricare gratuitamente il riferimento da me usato - un brevetto - digitando quel codice in google patent.
Io invece dubito di quelle curve, provai a fare questa reazione usando acido solforico al 35 % e le bottiglie rimasero intatte. Aggiunsi altri 100 ml di acido al 95 % e non cambiò nulla. Lasciai una notte e l'indomani trovai al massimo qualche sbiancamento.

Non metto le reazioni perché non possiedo un PC, col tablet non ho chemsketch con cui disegnare qualcosa.

Ma anzi mi tornano quelle curve messe lì. È chiaro che l'acido non è un catalizzatore ma un reagente quindi la legge cinetica dipende di un qualche ordine rispetto all'acido. Ne viene che più è concentrato più è veloce la reazione. Ovvio no ? In più quel becher coi pezzetti che vede non è a T ambiente, se legge bene ho scritto ' versati nel becher ancora caldi '. Mi riferivo al fatto che versando l'acido nell'acqua per fare la soluzione questa scalda a 60 - 70 ℃ almeno. A questa T ho versato sul PET. Quindi, sono con un acido all'84 % invece che 10 M e in più non a T ambiente ma a 60 - 70 ℃, 20 min ci stanno benissimo. E poi ho solamente fatto alla lettera ciò che era scritto sul brevetto e mi permetta, un brevetto è sempre più veritiero di un articolo. Per finire, provi da lei stesso la reazione, c'è il brevetto in allegato, l'esperimento è molto economico da fare.

[Igor]

Bella Zodd01 !
Semplice e con materiali reperibili ovunque, come piace a me .
Ho solo due domande, per favore.

Se ho capito bene, pare non sia necessario scaldare su piastra durante l'attacco iniziale dell'acido, basta non lasciarlo freddare dopo averlo leggermente diluito, giusto?
E infine, la frase: "si aggiungono 2 x 50 ml di HCl" significa aggiungere 100ml di HCl ? Questi ultimi passaggi servono solo per chi usa l'acido nero?

[zodd01]

Grazie Igor. O scaldi o se hai ancora la soluzione di acido leggermente diluito calda la usi com'è.
2 x 50 ml significa aggiungere 2 porzioni da 50 ml in 2 tempi. Sarebbe lo stesso aggiungere 100 ml tutto in una volta ma prima di provare non lo sapevo e poi ho l'abitudine di riportare esattamente ciò che faccio.
Non ho mai fatto questa reazione con l'acido chiaro, non posso dire con certezza di poter evitare la purificazione acido - base avendolo.

[Igor]

Ok.
Ho letto il documento e pare sia necessario comunque purificare.