Laboratorio di chimica in casa/Idrossido rameico
Idrossido rameico
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Massa molecolare: 97,56 g/mol
Solubilità in acqua: insolubile
Altri solventi: NH3
poco in OH-, HCO3-, CO32-
Temperatura e prodotti di decomposizione: 80 °C - CuO + H2O
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 | modifica sorgente]Il modo più semplice per sintetizzare idrossido di rame è far reagire solfato di rame con idrossido di sodio. La reazione è la seguente:
CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
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. io
Sintesi alternative
[modifica | modifica sorgente]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)
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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 | modifica sorgente]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-
![{\displaystyle {\xrightarrow[{T>70^{\circ }\!C}]{H_{2}O/OH^{-}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/93caac2485044af05e9391b46fe08732b8c5758a)
Cristallizzazione
[modifica | modifica sorgente]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.
Video
[modifica | modifica sorgente]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.