Un'insolita redox
Prendendo spunto da un recente lavoro di alcuni chimici indiani, ho voluto replicare la loro esperienza e documentarla con qualche foto.
In pratica è una metodica di chimica analitica volumetrica nella quale si determina il titolo di una soluzione contenente Cu++ mediante il sale di Mohr.

Le condizioni operative sono piuttosto insolite: ambiente nettamente acido per acido fosforico e elevate concentrazioni di ione bromuro.
Come indicatore redox ho voluto utilizzare la cacotelina.
Speciali precauzioni come la disaerazione con CO2 servono a eliminare la presenza di ossigeno in soluzione.

Il potenziale standard della coppia Cu++/Cu+ è di +0,16 V.
Sappiamo però che questo valore può variare in funzione del rapporto tra le concentrazioni di Cu++ e Cu+.
Infatti la relazione di Nerst prevede che:
E = 0,16 + 0,06*log [Cu++ ]/[Cu+]
In presenza di bromuri, i quali complessano fortemente e specialmente il Cu+, il potenziale redox della coppia balza a valori intorno a + 0,76 V mentre quello della coppia Fe+++/Fe++ invece diminuisce perchè qui è lo ione fosfato a complessare l'ossidante e come conseguenza si passa da valori di + 0,77 V a circa + 0,44 V.

Cosa interessante sono poi le colorazioni che si hanno durante la titolazione. In particolare all'inizio avremo un'intensa colorazione rossastra dovuta alla presenza dei bromocomplessi di Cu++, non particolarmente stabili ma fortemente colorati. Man mano che la titolazione procede la suddetta colorazione sbiadisce. In prossimità del punto di equivalenza è preferibile addizionare un indicatore redox per meglio visualizzarlo. La cacotelina è perfettamente idonea sia perchè ha un colore inizialmente simile a quello della soluzione e poi l'apparire del tipico colore violetto è molto evidente.

Le condizioni operative richiedono di partire con 10 mL di sale di rame (come solfato) aggiungendo poi acido fosforico e KBr in modo da aversi soluzioni 7 e 2 M rispettivamente con un volume di circa 20 mL. La titolazione è condotta con soluzione di sale di Mohr 0,05M in H2SO4 0,5M.
E' assolutamente da evitare la presenza di ione nitrato perchè nelle condizioni del test verrebbe titolato assieme al rame. I cloruri non interferiscono.

Ecco di seguito le colorazioni durante le fasi topiche della titolazione:

[Immagine: un31p5uz6lg03gempdim_thumb.jpg]

Legenda
da sinistra verso destra abbiamo:
1) condizioni iniziali
2) dopo l'aggiunta di 2 mL di titolante
3) dopo 3,2 mL di titolante
4) siamo quasi in prossimità del punto di equivalenza (3,8 mL)
5) dopo aver aggiunto la cacotelina e ancora qualche goccia di titolante siamo al punto di viraggio.
6) superato il punto di viraggio, appare la colorazione violacea della cacotelina.
7-8) la colorazione si intensifica con l'aumento del titolante

saluti
Mario
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