Laboratorio di chimica in casa/Idrossido rameico

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Idrossido rameico

Réz(II)-hidroxid.jpg

L'idrossido rameico è l'unico idrossido del rame, in cui il metallo presenta lo stato di ionizzazione +2. Si presenta come una polvere farinosa azzurra, tendente al verde o all'arancione se leggermente ossidata, che se idratata diventa una massa gelatinosa. È insolubile in acqua ma solubile in idrossido di ammonio.




Sintesi principale[modifica]

Il modo più semplice per sintetizzare idrossido di rame è far reagire solfato di rame con idrossido di sodio. Le reazione è la seguente:

CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 (aq)

Tuttavia non è per niente conveniente in quanto darebbe origine ad un prodotto impuro e di difficile filtrazione.

Il metodo migliore per produrre idrossido rameico molto puro e stabile consiste del dissolvere in acqua il solfato rameico e successivamente lo si addiziona di una soluzione di ammoniaca concentrata, questo formerà dapprima un precipitato azzurro, che poi si dissolve in un liquido blu scuro, quasi nero, il cosiddetto reattivo di Schweizer. Una volta completata la dissoluzione del precipitato si aggiunge un po’ di idrossido di sodio in soluzione per far precipitare l’idrossido rameico, si filtra e si fa asciugare all’aria.

Sintesi alternative[modifica]

Come sostituti dei due composti si possono usare carbonato o bicarbonato di sodio. Le reazioni sono le seguenti:

2 CuSO4 + 2 Na2CO3 + H2O → Cu(OH)2·CuCO3↓ + CO2↑ + Na2SO4

CuSO4 + 2 NaHCO3 → Cu(OH)2↓ + 2 CO2↑ + Na2SO4

2 CuCl2 + 2 Na2CO3 + H2O → Cu(OH)2·CuCO3↓ + CO2↑ + 2 NaCl

CuCl2 + 2 NaHCO3 → Cu(OH)2↓ + 2 CO2↑ + 2 NaCl

Le reazioni che impiegano carbonati o bicarbonati sviluppano molta CO2, crea istantaneamente una voluminosa schiuma. Per evitare che la soluzione fuoriesca dal contenitore sarà necessario aggiungere un po' alla volta piccole quantità di carbonato, cosa che rende la reazione estremamente lenta (accompagnata da possibili schizzi). Per questo è preferibile la reazione con NaOH.

Si può sostituire l'idrossido di sodio con ammoniaca, ma il procedimento di purificazione del precipitato necessita di un passaggio in più.

CuCl2 (aq) + 2 NH4OH(aq) → Cu(OH)2↓ + 2 NH4Cl(aq)

Cu(NH3)4(OH)2.png

Facendo reagire un sale di rame con ammoniaca in eccesso, si crea una soluzione in cui gli ioni Cu2+ dell'idrossido rameico vengono complessati dall'ammoniaca, e portati in soluzione. Ne risulta un liquido di colore blu scuro (simile al blu di metilene) dato del complesso [Cu(NH3)4(H2O)2]2+. La soluzione dunque prima di essere filtrata va lasciata asciugare (anche a temperatura ambiente) in modo che l'ammoniaca evapori assieme all'acqua di soluzione.

NH4+(aq) + Cl-(aq) + [Cu(NH3)4(H2O)2]2+(aq) + 2 OH-(aq) → Cu(OH)2 + (s) NH4Cl(s) + n H2O↑ + 4 NH3

Il composto solido rimanente va ridisciolto in acqua e poi filtrato e sciacquato.

Reazioni[modifica]

L'idrossido rameico reagisce con tutti gli acidi, dando i rispettivi sali e due molecole d'acqua.

Esso è anche in grado di corrodere l'alluminio se lasciato sopra di esso per parecchie ore.

3 Cu(OH)2 + 2 Al 3 Cu + 2 Al(OH)3

In ambiente basico crea un complesso di colore azzurro scuro, [Cu(OH)4]2- che è tuttavia instabile e tende a decomporsi in acqua tiepida lasciando precipitare ossido rameico. Il meccanismo di questa inusuale disidratazione, dovuto probabilmente ad una reazione di olazione, è ancora sconosciuto.

[Cu(OH)4]2- CuO + H2O + 2OH-

Cristallizzazione[modifica]

L'idrossido rameico può essere fatto precipitare sotto forma di microcristalli prismatici da soluzioni di CuO o Cu(OH)2 fatti bollire in acqua sovrassatura di NaHCO3. Una volta che la soluzione si è raffreddata, i cristalli (insolubili a freddo) possono essere filtrati e lavati per essere osservati al microscopio. Una volta secchi si opacizzano.

Cristalli di idrossido rameico asciutti.JPG


Cristalli di idrossido rameico in acqua.JPG

Video[modifica]

MAKING A COPPER HYDROXIDE PRECIPITATE.wmv

Sintesi dell'idrossido rameico per reazione tra solfato rameico pentaidrato ed idrossido di sodio in soluzione acquosa. Non è necessario, come mostrato nel video, mischiare le due soluzioni utilizzando una siringa. Il precipitato alla fine viene filtrato per essere separato dalla soluzione.

Capitoli correlati[modifica]