Un luminoforo semplice

[Max Fritz]

Intitolo questa discussione con il nome di un esperimento tratto dal libro "Il luna park della chimica" e integro la parte sperimentale con qualche cenno alla sintesi teoricamente banale, ma a livello pratico non così scontata di uno dei reagenti utilizzati.

Partendo dall'esperimento finale, sul libro sopra citato si legge che polverizzando insieme in un mortaio del magnesio (II) bromuro esaidrato con una piccola quantità di stagno (II) cloruro diidrato si ottiene una polvere fortemente fluorescente ai raggi UV in giallo.
Questo fatto è dovuto ad una sorta di "drogaggio" casuale del magnesio bromuro: infatti nella sua struttura cristallina alcune molecole o alcuni ioni vengono sostituiti, per contatto e sfregamento, dallo stagno (II) cloruro e la nuova struttura cristallina presenta fluorescenza.
Si può notare quanto il fenomeno dipenda dalla struttura cristallina aggiungendo un po' d'acqua alla polvere: i cristalli si sciolgono e la fluorescenza svanisce immediatamente.

Ma prima di sfoderare le foto su questa parte, vorrei riflettere un attimo con voi sulla preparazione del bromuro di magnesio.
Sì tratta di un sale estremamente solubile, quindi per sintetizzarlo il doppio scambio è quasi del tutto da escludere.
Dico quasi perchè in realtà un modo esiste, ed è stato trattato di recente su Versuchschemie:

MgO + 2NH₄Br 2NH₃ + MgBr₂ + H₂O

Dato il carattere basico dell'ossido di magnesio, scaldando ad ebollizione si riesce a spostare facilmente l'equilibrio verso destra, lasciando che evapori ammoniaca e rimanga il bromuro di magnesio.
Tuttavia il bromuro d'ammonio non mi pare un reagente così comune... in quali altre preparazioni l'avete mai trovato?

Per non fare inutili ordinazioni, rinunciando al bromuro di ammonio, ho deciso di tentare la più ovvia via:

MgO + 2HBr MgBr₂ + 2H₂O

Volendo dirla tutta, non ho neanche HBr e son dovuto partire dalla reazione tra potassio bromuro e acido solforico, seguita da distillazione.
Da 60g di potassio bromuro e 28mL di acido solforico concentrato ho ottenuto 55mL di HBr 48%. A questo ho subito aggiunto l'ossido di mangesio, ma avviso i posteri che mi pento di questa iniziativa: meglio diluirlo, perchè la reazione è abbastanza violenta!!
Di MgO ne ho aggiunto in leggero eccesso, filtrando poi quello che non si è sciolto. La soluzione limpida l'ho concentrata ad ebollizione fino a 20-25mL. A quel punto per raffreddamento si è solidificata in una massa bianca molto compatta e dura. La resa totale è stata di 38g di MgBr₂-6H₂O.
Il solido va immediatamente polverizzato (in modo grossolano) e messo in barattolo, ben tappato e chiuso con parafilm se possibile, essendo estremamente deliquescente.

Ritorniamo al punto di partenza. Di seguito le foto del luminoforo ottenuto da 1g di MgBr₂-6H₂O e 0,1g di SnCl₂-2H₂O :

       

Ed ecco cosa succede aggiungendo 2mL ca. di acqua distillata:

   

Purtroppo quest'ultima foto è un po' sfocata, ma si "legge" ugualmente bene il riflesso dell'acqua e la fluorescenza delle parti non bagnate.

[AgNO3]

Davvero molto carino! Il bromuro di ammonio non sembra particolarmente difficile da sintetizzare,ci hai provato?

[Max Fritz]

Grazie
A dir la verità penso che si sarebbe trattato solo di allungare la via. Per prepararlo come posso fare? L'unica via pratica è la reazione tra ammoniaca e acido bromidrico, ma una volta preparato l'acido passo direttamente al bromuro di magnesio

[Chimico]

complimenti Max... beato tu che hai tempo...e reagenti

io ho sintetizzato l'acido bromidrico secondo il metodo postato da Al...l'unica cosa che ti consiglio se segui quel metodo è di controllare che l'apparecchiatura sia veramente a tenuta stagna....

[quimico]

in effetti senza HBr puro (te hai quello in AcOH) è dura farsi il bromuro di magnesio
violenta? quanto? occhio! sempre meglio operare in soluzione diluita prima e poi provare con pochi mL di acido concentrato o puro, dir si voglia
bromuro di ammonio sinceramente non è molto usato di norma o almeno io mai usato nonostante sono sicuro ce l'avessi in lab... e poi... una volta che si ha HBr tanto vale farsi MgBr[sup]2[/sub] piuttosto che passare per NH[sup]4[/sub]Br e farlo poi reagire con MgO per ottenere MgBr[sup]2[/sub]... è perdita di tempo e reagenti... ma avendolo provare non sarebbe male, tanto per vedere.
comunque non so quanto sia facile da farsi NH[sup]4[/sub]Br... finché non si prova...
comunque tornando a noi. bella preparazione e che fluorescenza interessante.
come è MOLTO interessante questa sorta di doping operato dallo stagno(II) nei confronti del magnesio(II)... sarebbe interessante sapere se hanno fatto (molto probabile) una diffrattometria a raggi X da polveri... ma son cose 1po' complesse da capire a meno di esser degli strutturisti

[Max Fritz]

Grazie a tutti
@quimico: La reazione è stata violenta, ma non ho ovviamente aggiunto subito tutto l'ossido. Sono andato a piccole dosi.

@Chimico: ho usato il grasso siliconico. La distillazione è andata molto bene: eliminata la prima porzione di distillato sotto i 120°C, il resto è passato a 124°C precisi. Stranamente non ho percepito alcun odore acre (anche se, ovviamente, il sistema non è completamente chiuso ma ha un'uscita sul giunto finale, quella dove solitamente si attacca il vuoto).

[quimico]

capisco. beh dai l'importante è andato tutto bene bravo Max

[**R@dIo@TtIvO**]

Bello, da fare! Dovrei procurarmi anche io il "luna park della chimica" !! Ci sono "esperimenti" carini proprio come questo!

[oberon]

Si, bello, l'avevo fatto anch'io tempo addietro, ora come ora mi sfugge se tale fluorescenza si verifica solo sotto una determinata lunghezza d'onda.

Io ne avevo fatto uno di colore analogo, di cui purtroppo ora non ho la foto, pestando nel mortaio semplicemente KCl con SbCl3 e ricordo che dava luminescenza gialla solo sotto o gli uva o gli uvc accidenti non ricordo

Ad ogni modo, passiamo ad un altro colore:

Questo è KCl pestato con una traccia di Tl+:tossico: (spero di non aver infranto il regolamento, togliete subito se del caso...ne possiedo 0,1g e credo non ne vedrò altro nella mia vita) sotto gli uvc

       

Ho letto che sotto i 180nm dovrebbe essere addirittura fosforescente.

Per il resto ne sto preparando un'altro rosa da una traccia letta su un libro in bibblioteca...se ottengo qualcosa di buono, dato che devo andare "a sentimento", vi faccio sapere

[Max Fritz]

Nessuna violazione del Regolamento, tranquillo.
E complimenti per l'originalità!