Titanio (IV) bromuro

[marco the chemistry]

Ieri sera mi sono accorto che non possiedo (anzi possedevo) nessun composto di titanio, se non un'ampolla con dentro qualche ml di soluzione di TiCl3 in HCl. Sfogliando il Brauer ho giusto trovato che Ti reagisce bene, anzi troppo bene con il bromo anidro....beh c'è tutto, perchè non provare?

Materiali:
- titanio in pezzi
- bromo anidro
- pasteur modificata a condensatore come spiegato nella sintesi di SnBr4
- due o più ampolle
- bagno di acqua fredda

Procedimento:

Prima di iniziare ribadisco che la sintesi non è adatta ai principianti e va eseguita tutta all'aperto e in una giornata ventosa, poichè quasi inevitabilmente si sviluppano grosse fumate di Br2!
Il Brauer dice di operare in un tubo di quarzo raffreddato con CO2 solida e sotto vuoto..vabbè un po' eccessivo..il composto viene bene anche come spiegherò di seguito.Io sono riuscito ad ottenerne un campione (ilprimo e l'unico) non idrolizzato e del colore giusto.

Porre in un'ampolla da 10 ml (le solite) 2-3ml di bromo e poi una certa quantità di titanio metallico in pezzi di dimensioni non troppo elevate (3-5 mm3). Scaldare ora CAUTAMENTE fino a portare il bromo ad ebollizione. Appena l'alogeno comincia a bollire spegnere il riscaldamento, l'ebollizione dovrebbe continuare da sola e dopo qualche istante il Ti dovrebbe incendiarsi. Non spaventatevi, l'ampolla non esplode, ci saranno solo un po' di fumate i bromo... Appena la reazione inizia, porre l'ampolla in bagno di acqua fredda per evitare che troppo alogeno se ne vada in giro. Se la reazione non dovesse partire, ripetere il riscaldamento. Tutto questo giro è necessario poichè il Ti si passiva con un sottile, ma resistente, strato di ossido che protegge il metallo (molto reattivo) dalla corrosione.






Aspettare che il titanio si "spenga" prima di aggiungere altro bromo, le aggiunte vanno fatte 0,5ml alla volta. In questo modo il metallo si incendierà sempre, ma non avremo fughe di Br2. Man mano che la reazione procede il metallo salirà in superficie. Quando non sarà più presente Ti (agitare l'apolla per sentire che non ci sia più metallo sul fondo) aggiungere un paio di ml di bromo e portare il liquido ad ebollizione per eliminare l'alogeno in eccesso ed eventuali tracce di Ti o bromuri inferiori. Il colore dovrà schiarirsi notevolmente e il riscaldamento va spento quando dalla bocca dell'ampolla usciranno fumi arancio chiaro che a contatto con l'aria diventano bianchi (TiBr4 gas che idrolizza).


Montare ora l'apparecchio per distillazione come fatto per le altre sintesi di bromuri covalenti e distillare lentamente, scartando una "testa" che si presenta di colore scuro, la prima goccia che solidifica in un colore ambrato e il cambio di colore dellasoluzione verso tonalità decisamente più chiare segnano la fine della "testa" e quindi da adeso bisogna raccogliere ciò che passa in un'ampolla pulita e secca. Si distilla fino a residuo secco (costituito soprattutto da TiO2 che ricopriva il metallo) e si chiude subito l'ampolla alla fiamma.
Si otterrà un liquido di colore ambrato che bolle a 230°C e solidifica a 40° in un solido cristallino color ambra.

Sulla "testa" scartata ho fatto un paio di test, il composto idrolizza istantaneamente in poca acqua formando una soluzine limpida marroncina (forse per impurità del Ti o forse un bromocomplesso solubile), che per forte diluizione forma un colloide bianco (TiO2 idrato) e se messo sulla fiamma sviluppa un colore violetto simile a quello del potassio!





La reazione è una "semplice" sintesi dagli elementi:

Ti + 2Br2 TiBr4

Adesso sarebbe bello capire come Zr si comporti nelle stesse condizioni...ci starebbe farsi anche un'ampolla di ZrBr4..

[al-ham-bic]

Bello anche questo, naturalmente.
Con Zr limatura non dovrebbero esserci problemi, forse reagisce ancora meglio del Ti.
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Quando (se!) passerai ai cloruri, TiCl4 diventa interessante anche dal punto di vista storico (fu addirittura usato come fumogeno nelle GM).

[marco the chemistry]

Grazie al! Il problema è fare la limatura di Zr dalla barra cristallina...Poi ho letto che ZrBr4 sublima invece di bollire...
TiCl4 lo volevo fare..ma prima finisco i bromuri! Credo che la reattivitàsia la stessa..per iniziare si scalda il Ti e poi dovrebbe procedere per bene..anzi andrà moderata... Vi farò sapere..

[al-ham-bic]

Non dovrebbe essere difficile ridurre lo Zr in limatura e fare una prova, non è un metallo particolarmente duro (tutta un'altra cosa rispetto al Ti).

[marco the chemistry]

Al non hai da dirlo due volte...lo sai che provo...Prima però tocca all'ormai famoso SnCl4! Sto cominciando a sperimentare...

[ajle96]

La sintesi è davvero bellissima. Dove potrei trovare bromo anidro ?

[marco the chemistry]

O Sigma aldrich o telo fai..Ma ripeto..la sconsiglio ai principianti...C'è molto da imparare tra fare del CuCl2 e del TiBr4...

[ajle96]

Con quel cloruro rameico mi sono rovinato xD si rileggendola ho capito che non era alla mia altezza.

[marco the chemistry]

Al ho provato con Zr....pezzetti appena tagliati...Non hanno la minima intenzione di reagire se non sono scaldati a circa 150°...e non mi piace... Credo sia colpa di quello schifo di ZrO2...poi il metallo libero è come il magnesio...Idee per de-passivarlo?

[al-ham-bic]

Credo anch'io che sia colpa dello ZrO2, è schifosamente antireattivo.
Mi viene in mente solo la magica (? ? ) gocciolina di mercurio... ma ci metto tanti punti interrogativi.
Oppure un attacco veloce con HCl, seguito da un lavaggio/anidrificazione con etanolo assoluto... ma vediamo se qualcuno ha qualche altra idea.

No, certo scaldare a 150° è un problema, a parte lo spreco ignobile.