Arancio xilenolo

L'arancio xilenolo è un colorante organico appartenente alla famiglia delle sulfonftaleine che viene utilizzato come indicatore metallocromico nelle titolazioni con EDTA.

La sua formula di struttura mostra una certa complessità:

Fisicamente ha l'aspetto di una polvere cristallina scurissima, quasi nera, ma in trasparenza i cristalli mostrano una colorazione rosso-bruna:

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La sua particolarità, rispetto a molti altri indicatori per metalli, risiede nella sua estrema sensibilità e si distingue pure per il notevole divario di colore tra la forma complessata e quella libera.

In ambiente moderatamente acido le sue soluzioni acquose sono colorate in giallo-limone, ma in presenza di metalli queste assumono in genere colorazioni rosso-violacee.

Il bismuto (III) viene già complessato in soluzioni decisamente acide (pH 1-2) per HNO3 e il torio intorno a 3, ma la maggior parte dei cationi (Zn,Cd,Pb, etc.) forma complessi stabili solo in condizioni di debole acidità, tipicamente a pH=5.

Nei prossimi esempi vedremo come può essere condotta la titolazione diretta con EDTA nei confronti del piombo e delllo zinco.

Reagenti

- reagente XO: si triturano finemente in un mortaio di agata 0,1 g di arancio xilenolo (CAS n° 3618-43-7) assieme a 10 g di potassio nitrato.

La polvere così ottenuta si conserva per molti anni in un contenitore in PE ben chiuso.

- tampone sodio acetato/acido acetico 2M a pH=5,0.

- EDTA 0,02 M

- soluzione acquosa 0,1 M di piombo nitrato

- soluzione acquosa 0,1 M di zinco solfato

Vetreria

- buretta da 25 mL in vetro, graduata 0,05 mL, classe A

- beker da 150 mL con agitatore magnetico

Procedura:

Si introducono nel beker 100 mL circa di acqua distillata, 2 mL di tampone acetico e 1ml di soluzione 0,1 M del catione metallico (Zn o Pb).

Sotto agitazione si dosa una punta di spatola dell'indicatore XO.

La soluzione assume una colorazione rossa-violacea.

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colorazione in presenza di Pb++

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colorazione in presenza di Zn++

Si titola con EDTA. In prossimità del punto di viraggio il colore rosso-violaceo si attenua.

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colorazione appena prima del viraggio per il Pb++

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colorazione appena prima del viraggio per lo Zn++

A questo punto è sufficiente una sola goccia di EDTA per avere il viraggio:

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colorazione al viraggio per Pb++ e Zn++

Note:

Il calcio e magnesio, così come gli alcalini, non interferiscono. I cloruri, se in notevole quantità, vanno evitati. Il colore del complesso XO-catione è leggermente più violetto nel caso del piombo. Questo lo si può notare più facilmente esaminando gli spettri di assorbanza sottoriportati:

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In giallo lo spettro di assorbanza dopo il viraggio, in rosso quello dello zinco e infine in violetto quello relativo al piombo. Come si vede l'indicatore libero assorbe a 438 nm, mentre il complesso assorbe fortemente nell'intervallo 450-600 nm con un picco, a seconda del catione interessato, intorno ai 575 nm.

saluti

Mario