Titanio (IV) bromuro

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marco the chemistry

2013-01-26 09:38

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? asd 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...asd 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..Rolleyes

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al-ham-bic

2013-01-26 13:55

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

2013-01-26 14:43

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..asd

al-ham-bic

2013-01-26 16:00

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

2013-01-26 16:53

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

ajle96

2013-01-26 18:47

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

marco the chemistry

2013-01-26 19:00

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

2013-01-26 22:44

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

marco the chemistry

2013-01-27 17:05

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

2013-01-27 21:43

Credo anch'io che sia colpa dello ZrO2, è schifosamente antireattivo.

Mi viene in mente solo la magica (? O_o ? ) 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.

marco the chemistry

2013-01-28 07:32

L'HCl non gli fa nulla...al massimo HF! Ma appena lo tiro fuori siamo da capo....

al-ham-bic

2013-01-28 09:00

Sì, infatti è utile la presenza di F-

Io proverei con una mix HCl-HF, ma seguita immediatamente (con la limatura ancora umida) con il lavaggio con etanolo assoluto per eliminare ogni traccia di acidità/umidità.

Poi immediatamente in Br, senza fargli nemmeno annusare l'aria.

Naturalmente è solo un'idea, potrebbe funzionare come no.

marco the chemistry

2013-01-28 09:16

mmmhh..dopo provo! asd L'unica cosa è che non è propriolimatura...sono dei pezzettini lunghi circa 1 cm *3 mm*3 mm..ma non dovrebbe influire molto...l'etanolo assoluto non dovrebbe rompere troppo col bromo...al massimo forma EtBr che se ne va..Comunque non sono sicuro che funzioni.. Si potrebbe anche portare lo zirconio a 150-200° in provetta pyrex, far cadere qualche goccia di bromo per innescare la reazione e poi tornare a T ambiente per la bromurazione vera e propria...c'è da provare, e io non mi tiro in dietro! :-D

marco the chemistry

2013-01-28 11:10

Al..ho provato con HF...niente..appena ci tuffolo Zr, questo reagisce bene, lo lavo in EtOH anidro e subito in bromo...va avanti per due secondi a reagire (bolle del bromo) e poi basta...che palle..per ora lo accantono....forse è più comodo ZrCl4 a sto punto..scaldo il metallo a 200 col bunsen al minimo e poi via di cloro....lo ZrCl4 che sublima si condensa sulle pareti della provetta...ZrCl4 e, forse ZrBr4 saranno gli utlimi a essere prodotti...

al-ham-bic

2013-01-28 16:24

Perfetto... hai provato!

Mi accorgo solo adesso che ZrBr4 e ZrCl4 sono solidi altofusibili (stupidamente azz! chissà perchè li pensavo simili agli omologhi del Ti).

Ahi, ahi... brutto segno... non proverei nemmeno a fare il cloruro a questo punto (e cancello tutto quello che ho detto in precedenza).

Lo zirconio ha indubbiamente un nome accattivante ma è un elemento tutto sommato abbastanza insignificante nei suoi composti. Lascialo perdere per ora!

marco the chemistry

2013-01-28 16:26

Poi ho già lo ZrOCl2....sia ZrCl4 che ZrBr4 sublimano anche, altro problema...sìla chimica dell Zr è abbastanza insignificante... Al guarda la sintesi di SbCl3!asd Intanto il Ti sta reagendo bello bello con Cl2 e il simpatico liquido che si forma è bello incolore e fuma quattro volte il cloruro stannico...asd Domani sera magari lo vedete...

Max Fritz

2013-01-28 16:43

Ho lo ZrCl4, in effetti ha tutta l'aria di un solido non facile da fondere, fuma abbondantemente all'aria e reagisce con incredibile violenza in acqua. Se vuoi che faccia qualche prova per la sublimazione o simili chiedi e vedrò cosa posso fare ;-) In effetti è da un po' che cerco un buon modo di utilizzarlo. Ma ora è meglio non andare troppo OT.

marco the chemistry

2013-01-28 16:51

ZrCl4 sublima a 331° e fonde (sotto pressione) a 438°C (Brauer)..contando che sono andanto ben oltre i 400 distillando BiBr3 non è un grandissimo problema...il problema principale è clorurare lo Zr....Max se hai voglia è tutto di guadagnato...devo però anche mettere in sesto un "apparato" di sublimazione....credo che una provetta pyrex piegata a 120° a 4cm dal fondo possa andare bene...ma come ho detto, questi "bastardelli" saranno gli ultimi, sempre se li sintetizzerò...