Reazione incognita

[Teor.Ema]

Salve a tutti,

oggi in laboratorio sono incorso in una reazione che non ho ben identificato aggiungendo a del reattivo di schweizer del perossido di idrogeno (35%), premetto il reattivo fosse stato preparato con dosi non stechiometriche e che l'H2O2 fosse di grado assolutamente tecnico. Per capire meglio ho provato a far reagire i singoli componenti, inizialmente ho miscelato NH3(aq 28%) con H2O2(aq 35%), poi ho aggiunto il carbonato basico di rame e come prima si è verificata una reazione piuttosto violenta, ed apparentemente esotermica; infine ho unito in un becher il carb. basico di rame e il perossido e in sospensione si è prodotto un corpo solido scuro (marrone ambrato), che presumo sia CuO nonostante non sia nero, ma questa volta produzione di gas (principalmente O2) senza aumento di temperatura.

Ringrazio anticipatamente chi mi risponderà!   

Emanuel B. Savini

[valeg96]

Sono avvenute una serie di reazioni in equilibrio fra loro. Semplificando moltissimo:

Quando metti del Cu(II) in acqua, il solvente non fa altro che circondarlo, e formi una specie di formula [Cu(H2O)6]2+. Quando aggiungi ammoniaca formi delle specie molto simili ma che contengono sia OH- che acqua, che sono poco solubili e precipitano come pappetta blu, che noi chiamiamo "Cu(OH)2". Se parti da un composto di Cu(II) insolubile, come il carbonato, puoi immaginare che avvenga una cosa analoga ma che gli OH- e le molecole di acqua "strappino" il carbonato dal rame. Per entrare nel dettaglio di come funzioni veramente questa cosa dovresti avere delle basi di chimica di coordinazione, cose che vedrai all'università).

   

Se metti ancora ammoniaca, quasi tutta l'acqua e tutti gli OH- sono rimossi e ottieni una specie blu solubile di formula [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, che è stabile e solubile in ambiente basico, ed è il reattivo di Schweizer.

   

Adesso, l'acqua ossigenata viene ossidata cataliticamente, e molto rapidamente dagli ioni metallici, che si riducono[1]. Da qui la grande effervescenza e il rilascio di calore:

   

E il Cu(I), in presenza di ossidanti, come l'acqua ossigenata che ho in giro, e con l'aiuto del pH e dell'ammoniaca, diventa nuovamente Cu(II)[2]:

   

In tutto quel marasma di acqua ossigenata concentrata, calore e specie di varia natura di rame, il risultato finale nel primo caso è che hai una miscela di quelle specie blu che contengono ammoniaca che ho citato sopra. Nel secondo caso, il rame si è ossidato a CuO bruno, insolubile, non essendoci ammoniaca in giro per trasformarlo in qualche specie blu solubile. Essendo mescolamenti di cose a caso, ed essendoci molte possibilità riguardo ciò che può formarsi, più di così non puoi ipotizzare.