Sintesi Blu di Prussia

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comandantediavolo

2012-05-02 13:05

Salve, vi presento una sintesi abbastanza semplice,realizzabile anche da chi,come me, dispone di scarse attrezzature (vetreria in primis azz! ) senza l'impiego di reagenti pericolosi o particolari DPI (bastano guanti in lattice per maneggiare FeCl3 e un paio di occhiali in policarbonato) e senza la risulta di sottoprodotti di reazione inquinanti o difficilmente conferibili ad uno smaltimento appropriato. Materiali occorrenti: Reagenti Potassio ferrocianuro K4[Fe(CN)6]*3H2O ( prussiato giallo triidrato) Cloruro ferrico (FeCl3) anidro :corrosivo: (le eventuali macchie generate da FeCl3 possono essere agevolmente rimosse con soluzione diluita di NaHSO4 ). Sodio idrossido NaOH soluzione N/10 Acqua distillata. Vetreria: 2 beaker da 100 ml Imbuto Buchner Beuta codata Carta da filtro rapida Mortaio con pestello Pompa da vuoto ad acqua. Procedimento. Prepariamo in un beaker una soluzione pesando circa 4,17 gr. di potassio ferrocianuro in 20 ml di acqua distillata e nell'altro beaker una soluzione di circa 11,1 gr di FeCl3 in 60 ml di acqua distillata agitando fino a completa dissoluzione del sale ( è necessario un eccesso stechiometrico di Fe3+ per portare alla formazione della forma insolubile) Versare nella soluzione di Fe3+ la soluzione di ferrocianuro potassico sotto costante agitazione, montare l'apparato di filtrazione buchner su beuta codata ,ritagliare la carta da filtro a misura imbuto e versarvi lentamente il contenuto miscelato in precedenza. La filtrazione dovrebbe essere moderatamente rapida,troveremo sulla carta da filtro il nostro blu di prussia ancora umido che andremo a lavare su buchner con acqua distillata in piccole aliquote per portare in soluzione il KCl formato e il FeCl3 eventualmente non reagito,poi seccare in stufa (o in forno non presentando particolari precauzioni) a 90/100°C per un'ora circa. La soluzione di risulta nella beuta è trattata con NaOH 0.1 N goccia a goccia fino a pH neutro può essere smaltita nel lavandino o usata agevolmente come concime per kentsie,ficus e tutte le piante soggette alla clorosi (foglie ingiallite). Il prodotto finemente macinato in mortaio,si conserva in bottiglia di PE (o vetro) al buio indefinitamente. Il blu di prussia trova applicazione come colorante dei tessuti, nel " blu degli ingegneri" in emulsione oleosa per rivelare le superfici in rilievo strofinandole su piani di riscontro cosparsi dell'emulsione e come farmaco (Radiogardase®) utilizzato nell'avvelenamento da metalli radioattivi (137-Cs e 201-Tl) e da Tallio non radioattivo . Il blu di prussia assorbe la luce rossa ( λ =680/694 nm ) emettendo nello spettro del blu; nella scala cromatica RGB è codificato con le coordinate: RGB 0 , 49 , 83 La formula di struttura del blu di prussia è Fe(3+)4[Fe(2+)(CN)6]3·6H2O (p.m. 859,59 g/mol) , CAS #14038-43-8 Allego scheda di sicurezza del prodotto: http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=IT&language=it&productNumber=234125&brand=SIAL&PageToGoToURL=http%3A%2F%2Fwww.sigmaaldrich.com%2Fcatalog%2Fproduct%2Fsial%2F234125%3Flang%3Dit Ciao a tutti !

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Beefcotto87

2012-05-02 13:14

Per quanto riguarda metodiche e cose del genere lascio la parola a gente più esperta di me, del resto devo dire che come sintesi è un po' carevole dal punto di vista chimico: dove sono reazioni, stechiometria, ecc...? Tu parli solo della metodica, ma non parli di quel che succede ;-) (Intendo, precipita qualcosa? Si formano gas? Ecc... Questi sono solo esempi, ovviamente)

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Max Fritz

2012-05-02 13:30

Ci sono un bel po' di curiosità e bisogna riconoscerlo, però anche secondo me non è molto completa: se si riuscisse ad aggiungere quantomeno qualche foto e quel che ha detto beef sarebbe già molto meglio ;-) Per il momento direi di tenere la discussione qui dov'è.

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comandantediavolo

2012-05-02 14:38

Hai perfettamente ragione Beef, la reazione principale è la seguente:

4Fe3+ + 3[FeII(CN)6]4- → FeIII[FeIIIFeII(CN)6]3

Volendola scrivere per esteso e stechiometricamente bilanciata:

4 FeCl3 + 3 K4[Fe(CN)6] <==> Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 KCl

Appena si versa la soluzione di FeCl3 nel prussiato si nota la comparsa della colorazione blu tipica del Fe4[Fe(CN)6]3 insolubile,non vi è evoluzione di gas.

Allego foto reagenti/prodotto ( sono invertiti i reagenti rispetto alla posizione del foglio indicante la quantità e ho erroneamente scritto K4[Fe(CN)6] * 6 H2O mentre il ferrocianuro di potassio è * 3 H2O )

Spero di aver chiarito il tutto e di aver contribuito in qualche modo!!!!

lorenzo

2012-05-02 15:03

comandantediavolo ha scritto:

Il blu di prussia assorbe la luce rossa ( λ =680/694 nm ) emettendo nello spettro del blu;

Il blu di prussia assorbe la luce rossa ( λ =680/694 nm ) riflettendo nello spettro del blu, direi...

comandantediavolo

2012-05-02 15:21

lorenzo ha scritto:

Il blu di prussia assorbe la luce rossa ( λ =680/694 nm ) riflettendo nello spettro del blu, direi...

Ti ringrazio per la precisazione Lorenzo,ma io e la chimica fisica abitiamo su pianeti diversi *Hail* :-(

**R@dIo@TtIvO**

2012-05-02 16:31

ciao, sarebbe belle vedere la foto del blu di prussia raccolto e asciugato se l'hai! :-)

comandantediavolo

2012-05-02 18:27

Ciao R@d, ti accontento al meglio, ti aggiungo una foto della riserva di sintesi, poca roba in realtà,ma il resto è già usato per un bagno di tintura!

Spero si veda qualcosa...

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**R@dIo@TtIvO**

2012-05-02 19:29

bellissimo colore! Allora per la prossima volta, quando scrivi una sintesi è molto più elegante e di sicuro interessante oltre a leggere la preparazione e considerazioni varie vedere foto dei vari passaggi o quantomeno foto del prodotto finale; per il resto bel lavoro!

al-ham-bic

2012-05-02 21:18

Un paio di considerazioni/consigli:

- allega sempre le foto al post (rimpicciolendole a 100 Kb max) senza ricorrere al famigerato Imageshack con le foto grandi come un armadio; il post guadagnerà mille punti...

- Non ho capito il motivo di proporre l'uso proprio di quelle quantità (4,17 g di ferrocianuro e 11,1 g di FeCl3), visto che le i due valori non hanno niente in comune con la stechiometria della reazione.

Vabbè che poi si concimano i fiori, ma perchè questo straordinario eccesso di ferro (del 500%) che sembra necessario?

---

In caso si usasse la stechiometria ricordo che oltre al ferrocianuro ferrico si forma anche e soprattutto, specialmente se il ferro è in difetto (ma non è certo questo il caso...) ferrocianuro ferrico-potassico, il vero Blù di Berlino colloidale KFe(CN)6.

Mario

2012-05-02 21:24

Anche sintesi semplici come quella che ha presentato in realtà nascondono inaspettate complicazioni.

Infatti il suo metodo di preparazione conduce ad un prodotto impuro e di scarse caratteristiche coloranti.

Nella pratica industriale la procedura operativa è ben diversa.

Le materie prime sono in genere il potassio esacianoferrato e un sale ferroso (non ferrico) come il cloruro o il solfato. Si ha formazione di un precipitato biancastro. Le condizioni di precipitazione contemplano un ambiente leggermente acido e un eccesso di sale ferroso. Anche la temperatura e la concentrazione dei reagenti giocano un ruolo chiave per determinare le proprietà fisiche finali dal pigmento. Il precipitato così ottenuto è successivamente sottoposto a invecchiamento (mediante riscaldamento) e poi ossidato (con acqua ossigenata o con clorati alcalini) in modo da avere il pigmento finale in sospensione acquosa, dalla quale è separato per filtrazione. Segue la fase di essiccazione e macinazione.

Come vede niente di trascendentale, ma la qualità finale così ottenuta è tutta un'altra cosa.

Un'ultima considerazione riguarda la qualità delle fotografie e il modo stesso di presentarle. Sono convinto che si possa fare davvero di meglio.

Quel filtro con il precipitato sembra un fiore avvizzito di palude, per giunta buttato lì su un dépliant pubblicitario della serie "prendo la prima cosa che mi capita sotto mano". Per colpa sua credo che stanotte me lo sognerò.

saluti

Mario

Rusty

2012-05-02 22:12

Ciao, volevo chiedere dove hai reperito il potassio ferrocianuro?

Per quanto riguarda le foto da imageshack, ho provveduto a linkare l'indirizzo dell'immagine direttamente nel post tramite i tag [IMG][/IMG], potete farlo sempre anche voi, basta che una volta caricata l'immagine su imageshack andate sull'immagine stessa, tasto destro, "copia indirizzo immagine", dopodichè venite sul post e incollate l'indirizzo fra i tag [IMG][/IMG].

Saluti

comandantediavolo

2012-05-03 18:00

Grazie a tutti dei consigli su impaginazione foto ecc., innanzitutto! Grazie Mario per le precisazioni sulla sintesi industriale del B.D.P. colorante; in chimica tintoria (sopratutto per le fibre cellulosiche come lino,cotone,canapa,sisal,ramiè,abaca,juta e rafia) i tessuti vengono prima "purgati" in bagni di soda e tinti in jigger e il colorante blù indicato come " blu di prussia naturale" è solitamente la forma insolubile del suddetto,comunque fine OT. Ho sintetizzato il colorante per un bisogno impellente di ricolorare una maglietta,e ho potuto fotografare solo il " capomorto" del batch. Mi scuso con tutti per errori e omissioni, la prossima sintesi metterò foto più dettagliate del processo e con vista migliore! *Hail* Saluti P.S. per Mario: diamoci del tu...

Fede_Chem

2013-06-03 09:31

Io ho partecipato ad un'esperienza di laboratorio, tempo fa, che aveva come scopo proprio la sintesi del blu di Prussia, ma che si è svolta in maniera differente. Lo scopo era infatti anche quello di osservare cosa accadeva nel caso di reazione del K4[Fe(CN)6] con altri due sali, oltre che con il FeCl3, guardando in più anche alle reazioni del potassio esacianoferrato(III) con gli stessi sali. Si è operato in questo modo a scopo comparativo, naturalmente, e per fare poi delle deduzioni sulle proprietà magnetiche dei diversi prodotti (cosa che ancora mi sfugge, tuttavia)... oltre alla possibilità, offerta dall'esperienza stessa, di osservare le diverse colorazioni risultanti in seguito alla formazione di complessi diversi, naturalmente!

Abbiamo usato sei provette, in cui abbiamo introdotto 1 ml circa dei diversi sali metallici in questo modo:

Prime tre provette:

1) FeCl2

2) FeCl3

3) CuSO4

A queste abbiamo aggiunto potassio esacianoferrato (III) e dunque abbiamo osservato le seguenti reazioni:

K3[Fe(CN)6] + FeCl2 --> K2Fe4[Fe(CN)6]3 colore: BLU SCURO

K3[Fe(CN)6] + FeCl3 --> K2Fe4[Fe(CN)6] colore: VERDE BERLINO

K3[Fe(CN)6] + CuSO4 --> K2Cu[Fe(CN)6] colore: VERDE SCURO

In realtà in questo caso i nostri colori effettivi sono stati leggermente diversi (blu elettrico, giallo arancio, giallo paglierino circa..)

Abbiamo ripetuto la medesima operazione nelle restanti 3 provette, aggiungendo questa volta ai sali il potassio esacianoferrato(II):

K4[Fe(CN)6] + FeCl2 --> K2Fe[Fe(CN)6] colore: AZZURRO

K4[Fe(CN)6] + FeCl3 --> K2Fe4[Fe(CN)6] 3 colore: BLU DI PRUSSIA

K4[Fe(CN)6] + CuSO4 --> K2Cu[Fe(CN)6] 3 colore: ROSSO MATTONE

Non ho materiale fotografico a disposizione purtroppo! Alla fine abbiamo ottenuto il blu di prussia nel modo standard, però l'esperienza in sé è stata leggermente diversa dalle solite..

Anche se ancora non ho del tutto chiaro il discorso sulle proprietà magnetiche e strutturali, purtroppo..

Beefcotto87

2013-06-03 10:51

Come sperienza mi sembra un po' scarna... Manca per esempio la concentrazione dei tre sali iniziali (1 ml sarà la soluzione, non il sale ;-) ), idem per le soluzioni aggiunte! Poi non ho capito, come possono essere "leggermente" diversi, se invece di verdi o blu ti sono venuti gialli? O.O Cerca di essere più chiara ;-)

Ora però vorrei anche capire una cosa: non è che devi farci una ricerca e vorresti aiuto? ;-)

Fede_Chem

2013-06-03 11:11

Beefcotto87 ha scritto:

Come sperienza mi sembra un po' scarna... Manca per esempio la concentrazione dei tre sali iniziali (1 ml sarà la soluzione, non il sale ;-) ), idem per le soluzioni aggiunte! Poi non ho capito, come possono essere "leggermente" diversi, se invece di verdi o blu ti sono venuti gialli? O.O Cerca di essere più chiara ;-) Ora però vorrei anche capire una cosa: non è che devi farci una ricerca e vorresti aiuto? ;-)

No, nessuna ricerca! Ricordo che mi restò in sospeso il dubbio sulle proprietà magnetiche dei complessi, ma niente di più. Sono nuova del forum, stavo semplicemente curiosando alla ricerca di qualcosa che anch'io ho fatto in laboratorio e quella del Blu di Prussia rientra tra le esperienze da me fatte, tutto qui! Mi dispiace per la brevità e la poca chiarezza, riprendendo il quaderno ho trovato in dettaglio i valori di concentrazione e altri appunti, che a questo punto aggiungo per ampliare la cosa. Naturalmente è errato dire "1 ml dei diversi sali", ma era sottinteso che facessi riferimento alle soluzioni da noi preparate ;-) Dunque: In primo luogo, abbiamo preparato le soluzioni dei cinque sali, tutti rigorosamente di concentrazione 0.01 molare, all’interno di matracci da 25 e 10 ml. 1) Soluzione di Cloruro di Fe(II) 0,01 M (25mL) Pesata: 0.0497 g circa 2) Soluzione di Cloruro di Fe(III) 0,01 M (25mL) Pesata: 0.6757 g circa 3) Soluzione di Solfato di Cu(II) 0,01 M (25mL) Pesata: 0.6242 g circa A) Soluzione di Potassio esacianoferrato(III) 0,01 M (10mL) Pesata: 0.0329 g circa B) Soluzione di Potassio esacianoferrato(II) 0,01 M (10mL) Pesata: 0.0422 g circa Abbiamo a tal punto, come dicevo nell'altro post, predisposto 6 provette. Nelle prime tre, abbiamo inserito rispettivamente 1 ml delle soluzioni (:-P) dei tre sali, e abbiamo fatto reagire ciascuno di essi con la soluzione del complesso A. Ha così avuto luogo la formazione di tre diversi complessi, dalle evidenti differenze cromatiche: K3[Fe(CN)6] + FeCl2 ->K2Fe4[Fe(CN)6]3 colore: BLU SCURO K3[Fe(CN)6] + FeCl3 -> K2Fe4[Fe(CN)6] colore: VERDE BERLINO K3[Fe(CN)6] + CuSO4 -> K2Cu[Fe(CN)6] colore: VERDE SCURO N.B.: Le colorazioni sopra indicate, che seguono le reazioni che hanno avuto luogo in provetta, sono quelle standard. Nel corso dell’esperienza, noi abbiamo ottenuto colorazioni parzialmente differenti (blu elettrico, giallo arancio e giallo paglierino), come dicevo.. soprattutto le ultime due erano differenti. Questo è ciò che risulta dai miei appunti presi in lab e al momento non ricordo quanto effettivamente differissero dalle colorazioni standard, anche perché l'esperienza è di parecchio tempo fa, né ricordo quale spiegazione il Prof. ci avesse dato a riguardo, per cui non so in tutta onestà rispondere alla tua domanda! (ma ammetto che il mio professore ci aveva dato delle possibili spiegazioni e tutte riguardavano eventuali errori commessi nel corso dell'esperienza). Comunque, abbiamo poi ripetuto la medesima operazione sopra illustrata, anche nel caso del secondo complesso B e queste sono dunque le colorazioni da noi osservate in seguito alla formazione dei tre complessi, ottenuti secondo le reazioni qui indicate: K4[Fe(CN)6] + FeCl2 -> K2Fe[Fe(CN)6] colore: AZZURRO K4[Fe(CN)6] + FeCl3 -> K2Fe4[Fe(CN)6] 3 colore: BLU DI PRUSSIA K4[Fe(CN)6] + CuSO4 -> K2Cu[Fe(CN)6] 3 colore: ROSSO MATTONE In questo caso le colorazioni coincidono con quelle teoriche.. Tutto qui, mi scuso per le imprecisioni e per la poca attenzione iniziale, era il mio primo post "chimico" qui sul forum..:-) Grazie, comunque, Beefcotto :-)

Beefcotto87

2013-06-03 11:19

Prego, è sempre bene imparare a non lasciare niente di "sottinteso" ed essere più precisi possibili ;-)