oberon
2012-10-27 14:56
Vi posto una sintesi molto elegante di questo sale che usa tra l'altro reagenti facilmente reperibili e non pericolosi.
Si sfrutta la reazione:
K2CO3 + 2(NH2)2CO --> 2KCNO + 2NH3 + CO2 +H2O
La fonte è la collana "Inorganic Syntheses" vol 2, pag 86 e seg. la sintesi la copio da lì, con qualche mia considerazione.
MATERIALE OCCORRENTE:
-carbonato potassico, possibilmente a purezza analitica
-urea, possibilmente a purezza analitica
-capsula di porcellana
-mortaio e pestello
-Etanolo 95% :infiammabile:
-poco acido acetico :corrosivo:
PROCEDIMENTO:
7g di K2CO3 e 8 di (NH2)2CO si polverizzano finemente in un mortaio e si versano in una capsula di porcellana.
Si scalda questa miscela a fiamma libera (preferibilmente all'aperto o con una maschera, per liberazione di ammoniaca, ma lavorando in piccole dosi non dà particolarmente fastidio se il locale è areato bene, non è come aprire una bottiglia di NH3 conc!!!), dapprima cautamente e poi più fortemente innalzando progressivamente la fiamma.
Si rimanda giù la parte che tende a depositarsi sulle pareti della capsula, ma bisogna evitare l'agitazione per ridurre al minimo le perdite meccaniche (sinceramente a me non viene in mente di agitare tale miscela).
Avviene una parziale fusione, poi la miscela tende a divenire solida per poi rifondere in un liquido chiaro, che può assumere colorazione marrone se ci va della polvere (o se i reagenti sono molto impuri).
Appena il liquido è in fusione tranquilla ed è cessato lo sviluppo di bolle si spegne la fiamma, si preleva parte del prodotto e si fa il test per i carbonati (V. sotto), aggiungendo 0,2g di urea e ripetendo quanto fatto prima, qualora esso desse risultato positivo. La fusione non va prolungata oltre il limite che ho indicato, per evitare che il cianato si trasformi parzialmente in carbonato.
Una volta che il test risulta negativo, si versa il fuso nel mortaio e ci si gira dentro il pestello fino a solidificazione (con un po' di manualità forse si riesce direttamente nella capsula senza romperla e senza ustionarsi).
La resa dovrebbe essere di circa 7,4g, la mia è stata di 7,1g, per cui va bene.
Il prodotto per quanto abbastanza puro, può essere ulteriormente purificato; è però importante che una soluzione di cianato non superi i 50° C e il cianato stesso non stia troppo in acqua, in quanto tende a formare carbonato/bicarbonato e a liberare NH3 per idrolisi.
Comunque: 10g di KCNO polverizzato (ho fatto 2 step per averne 10g ovviam) si agitano velocemente con 10ml di acqua a 50°C e 1-2 gocce di acido acetico glaciale in modo da avere una soluzione che non dia colorazione con la fenolftaleina. Si filtra velocemente la soluzione calda in una beuta da 100ml, sciaquando il filtro con 1 ml di acqua 50 gradi e si tratta il filtrato con 25ml di alcol, agitando; ora si mette la beuta accuratamente tappata, in frigorifero per una notte (io ho usato un bagno di ghiaccio) e quindi si separano i cristalli (mi paiono aghetti) dalle acque madri su un buchner e si lavano con poco alcol freddo.
Si mettono (e si conservano) quindi in essicatore a BaO per prevenire la parziale idrolisi. La resa stavolta è stata più bassa, 6,1g contro gli 8 teorici.
Ecco il prodotto (io l'ho messo con CaO, sperando sia ancora efficace e anche CaCl2), forse non perfettamente secco:
Note: allora, io non avevo l'urea a purezza analitica, bensì ad uso farmaceutico, mentre il carbonato è RPE, anche se la confezione è un po' malconcia. La prima volta evidentemente c'era della polvere nella capsula e ho dovuto eliminare tutto, la seconda volta invece sono stato più attento, anche se una minima colorazione rosina non l'ho potuta evitare, e poi una volta solidificatosi, il prodotto era rosa pallidissimo, infine con la cristallizzazione è diventato perfettamente incolore.
In definitiva per ottenere un buon prodotto bisogna lavorare con molta cura.
Ah, sarebbe legittimo chiedersi se la capsula è stata intaccata o no e quindi il prodotto è contaminato con dei silicati: onestamente non ho guardato attentamente, ma mi pare appena se non per niente, forse perchè il carbonato si trasforma in cianato prima che raggiunga una T sufficientemente alta, ad ogni modo era la stessa metodica che richiedeva una capsula di porcellana.
Ora vanno fatti alcuni test qualitativi per saggiarne la purezza:
1) Ricerca carbonati: si intinge una bacchetta di vetro nel fuso e ciò che rimane attaccatosi scioglie in 2ml d'acqua distillata alla quale si aggiungono 10 gocce di Ba(NO3)2 0,1M. se presente CO3-- deve precipitare BaCO3 entro 1min.
2) Ricerca ammonio e urea: 0,1g di cianato in 2ml di acqua distillata; si aggiungono poche gocce di HgCl2 0,1M e si rende alcalino con soluzione NaOH. Il test è positivo se si ha precipitato bianco, mentre è negativo se precipita HgO giallo.
3) ricerca cianato: una soluzione del prodotto deve dare colorazione blu in presenza di Co2+.
4) ricerca cianuro: Una soluzione del prodotto con una punta di spatola di solfato ferroso si rende alcalina con NaOH, si scalda leggermente e si acidifica, quindi si aggiungono poche gocce di soluzione di FeCl3. La formazione di blu di Prussia indica la presenza dello ione ricercato.
Allora io ho fatto questi test tranne il n° 2 per un discorso di impatto ambientale e il prodotto risultava ok.
Purtroppo al momento non riesco a caricare le foto delle provette...
Spero di non aver tralasciato nulla...
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