Sul Citrato di Ferro(II) ed il metodo brevettato per sintetizzarlo
Buon pomeriggio!

Nel tempo libero ho l'hobby della chimica, mi piace preparare composti con i pochi strumenti che mi ritrovo e le sostanze che riesco a reperire nei negozi oppure online.

In particolare, dopo 2 anni di saltuari tentativi ed esperimenti, sono finalmente riuscito a trovare un metodo alternativo, efficiente e veloce, per preparare il Citrato di Ferro(II), noto per la sua difficoltà di sintesi, di cui è addirittura presente un metodo brevettato (Brevetto US3091626A);

[Immagine: IMG-20190609-115611.jpg]

Purtroppo non ho modo di far analizzare il composto, quindi mi sono arrangiato con delle tecniche analitiche non proprio precise, ma che per lo meno mi hanno dato un'idea e di cui sono abbastanza fiducioso:

1) La sostanza è paramagnetica (Viene attratta da una calamita, è un buon indizio riguardo la presenza di Ferro(II) e non Ferro(III));

2) Completamente solubile in acqua (Gli unici altri composti del Ferro che potrebbero essere presenti sono il Carbonato di Rame(II), Citrato di Ferro(III) e l'Idrossido di Ferro(III), tutti non solubili in acqua);

3) Il composto è verde scuro (Colore tipico del Ferro(II), invece del caratteristico arancione/marrone del Ferro(III));

4) Il metodo non fa uso di composti del Sodio o dell'Ammonio (Tendono a formare complessi col Ferro, in presenza di Acido Citrico);

Ora, il problema:

Il metodo brevettato fa uso di un sale Ferroso (Per esempio, Solfato di Ferro(II)), il quale viene fatto reagire con Acido Citrico, in presenza di Idrossido di Ammonio, e cercando di mantenere un certo pH: la soluzione viene portata a bollore per un tot. tempo, infine il tutto viene fatto raffreddare per far precipitare il sale bianco.

Da dove viene questo particolare colore? Il Ferro(II) è rinomato per il suo bel verde in una vasta gamma di composti, organici e non, e questo mi ha portato a dubitare del metodo descritto... ma perché?

Come ho detto nel punto 4), non ho utilizzato composti dell'Ammonio per via della loro tendenza a complessare col Ferro in presenza di Acido Citrico: il metodo ne fa uso.

Ciò che voglio dire, è che in realtà il bel composto bianco che si ottiene non è C6H6FeO7·H2O (Citrato di Ferro(II) monoidrato, quello che credo di aver preparato io nell'immagine), bensì C6H9FeNO7·nH2O (Citrato di Ferro(II) ammonio, con uno sconosciuto grado di idratazione);

So che si tratta di una accusa un po' pesante, dopotutto sto screditando un metodo brevettato, così ho seguito anch'io alla lettera il metodo: ho preparato il Solfato di Ferro(II), Acido Citrico e la soluzione di Idrossido di Ammonio, ed ho preparato il composto nei limiti imposti di pH: ho lasciato raffreddare, e come descritto una polvere bianca ha cominciato a precipitare: ho sciacquato il composto per eliminare il Solfato di Ferro(II) non reagito ed il Solfato di Ammonio di scarto;

Il risultato è stata una polvere bianca con il caratteristico odore metallico del Ferro, scarsamente solubile in acqua;
Successivamente ho effettuato un test: ho preparato un piccolo bicchiere di plastica con all'interno pochi ml di una soluzione di Acido Cloridrico al 31%, ho posto la polvere in un piccolo becher ed ho iniziato a riscaldare intorno ai 150°C: non appena ho cominciato a notare segni di decomposizione, ho preso il bicchiere con la soluzione di HCl e l'ho posto immediatamente sopra il composto: la tipica nuvola di Cloruro di Ammonio che si forma quando i due vapori si incontrato si è formata, ed ha continuato a generarsi fino a completa decomposizione (Segno che il composto conteneva Ammonio. Se state pensando che forse si tratti di impurità di Solfato di Ammonio a generarlo, sappiate che questo sale decompone a temperature molto più alte.).

Nel dubbio ho effettuato lo stesso test anche con il mio composto, pensando che forse si trattasse di qualche sotto-prodotto della decomposizione dell'Acido Citrico a reagire con i vapori di HCl, ma niente: la sostanza si è decomposta tranquillamente (Tuttavia necessita di una temperatura più elevata) lasciando solo residui carboniosi ed Ossido di Ferro(III).

Per curiosità ho seguito nuovamente il metodo, ma questa volta utilizzando Idrossido di Sodio, invece che di Ammonio: il composto finale, è anch'esso bianco.

Non ho finito:
In tutti i test effettuati e registrati nel brevetto, il contenuto di Ferro nel prodotto è del 21.3%, contro il 21.15% che dovrebbe invece contenere (Ottengono sempre Fe in eccesso);
Curiosamente, il contenuto di Ferro nel Citrato di Ferro(II) ammonio è del 21.24%, molto più vicino al loro risultato.

Mie conclusioni:
Il composto che è possibile ottenere seguendo quel metodo non è ciò che credono, ovvero un sale complesso dell'Acido Citrico tra Ferro e Ammonio, di colore bianco. Il vero Citrato di Ferro(II) monoidrato è invece verde scuro, nonché ciò che credo di aver preparato io.

Qualche parere?
Grazie a chiunque abbia letto questa discussione!
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[-] I seguenti utenti ringraziano Maxcrime per questo post:
FLaCaTa100, thenicktm, ohilà
Molto interessante! Bisognerebbe fare delle analisi molto più accurate, perchè non provi a chiedere a qualche università se può analizzarlo?
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(2019-06-14, 16:10)FLaCaTa100 Ha scritto: Molto interessante! Bisognerebbe fare delle analisi molto più accurate, perchè non provi a chiedere a qualche università se può analizzarlo?

Mi spiace ma non saprei proprio a chi chiedere, oltre al fatto che non so quale tipo di "analisi" sia necessaria;

Inoltre, non mi ritrovo con la strumentazione adatta per creare un composto "puro", quindi il campione che farei analizzare sarebbe pieno di impurità (Principalmente Acido Citrico).
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