Ossido di zinco-sintesi

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ale93

2011-03-31 12:37

L'ossido di zinco, di formula ZnO si presenta come un solido incolore, dall'interessante effetto termocromico, ovvero quando scaldato a elevate temperature, cambia di colore diventando giallo, mentre quando viene raffreddato torna nuovamente bianco. ATTENZIONE: L'acido cloridrico è fortemente corrosivo per la pelle e per gran parte delle superfici, inoltre evapora molto rapidamente a temperatura ambiente, quindi è opportuno lavorare sotto cappa o all'aperto. Durante la reazione tra HCl e Zn si genera una grande quantità di idrogeno e vapori acidi, lavorare come detto prima lontano da fiamme e scintille. Inoltre l'ossido di zinco è molto leggero e quando è caldo, tende a disperdersi nell'aria con una facilità estrema, lavorare sotto cappa o all'aria a aperta, in quanto l'inalazione di quantità abbastanza alte può determinare la febbre da fumi metallici, condizione non grave, ma che sarebbe meglio evitare. REAGENTI E ATTREZZATURA NECESSARI: -Beuta da almeno 500ml -Apparecchiatura per filtrazione sotto vuoto -Crogiolino o pentolino in acciaio inox -Carbonato di sodio :irritante: -Acido cloridrico :tossico::corrosivo: -Zinco in lamine PROCEDIMENTO: In una beuta da 500ml si introducono 65ml di acido cloridrico 30% (oppure 200ml di HCl al 10%, sempre in leggero eccesso) e 18,78g di zinco in lamine, tagliato in pezzi piccoli. La reazione è: Zn + 2HCl ===> ZnCl[Sub]2[/Sub] + H[Sub]2[/Sub] Parte subito una reazione fortemente violenta ed esotermica.

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Quando lo zinco è quasi tutto disciolto la reazione tende a rallentarsi, quindi è necessario scaldare la soluzione per accellerarla. Quando lo zinco si è sciolto tutto, si filtra la soluzione per gravità e si aggiungono 300ml di acqua. A questo punto occorre separare lo zinco per precipitazione del carbonato secondo la reazione: ZnCl[Sub]2[/Sub] + Na[Sub]2[/Sub]CO[Sub]3[/Sub] ===> ZnCO[Sub]3[/Sub] + 2NaCl A tale scopo si sciolgono in 150ml di acqua calda 35g di carbonato di sodio (in eccesso per eliminare eventuale HCl rimasto) e si aggiungono alla soluzione di cloruro di zinco. Immediatamente precipita il carbonato di zinco come massa bianca, che va filtrato su buchner, lavato con acqua e lasciato essiccare all'aria per qualche giorno.
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Si ottengono così 32,63g di carbonato di zinco, che va polverizzato per la fase successiva. Si mette il carbonato di zinco ottenuto in un pentolino in acciaio inox e si scalda a circa 1000°C con bruciatore al butano per 15min. Dapprima il solido si ritrae e inizia a schiumeggiare per via dell'anidride carbonica rilasciata.
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Dopo alcuni minuti, la massa diventa gialla (termocromismo dell'ossido di zinco) e si raccoglie in polvere talmente fine da sembrare liquido. ZnCO[Sub]3[/Sub] ===> ZnO + CO[Sub]2[/Sub] Terminata la trasformazione in ossido (tutta la massa deve essere giallo pallido) si raffredda il crogiolo con un getto d'acqua fredda (ATTENZIONE agli schizzi!!!) e si raccogli l'ossido di zinco formatosi, che diventa bianco per raffreddamento. Si presenta come una polvere finissima bianca, molto leggera, che può essere usata per produrre altri sali di Zn. La resa è stata di 16,85g, corrispondente al 79,8% della teorica basata sul carbonato ottenuto. Purtroppo un po' è caduto mentre lo pesavo, quindi la resa è stata abbastanza bassa ( azz! ), ma mi accontento lo stesso. A sinistra il carbonato di zinco, a destra l'ossido di zinco finale.
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MLoTesla

2011-03-31 12:55

L'ossido di zinco si può comperare anche nei negozi di belle arti mi pare, se non sbaglio è chiamato proprio ossido di zinco, è una polvere bianca, ma sarà proprio ossido di zinco o è solo un nome identificativo?

Bella sintesi, dove hai trovato lo zinco in lamine?

Ciao :-P

marco the chemistry

2011-03-31 12:55

Io son partito dalla polvere atomizzata di Zn e ho ottenuto lo stesso risultato!

ale93

2011-03-31 13:07

Testla, credo sia proprio ossido di zinco, infatti mi pare che venga usato come pigmento bianco. Lo zinco in lamine lo aveva mio nonno, credo che lo abbia comprato in ferramenta!

NaClO3

2011-03-31 16:18

non mi pare incolore l'ossido di zinco, il bianco è un colore.

ottima come riesci ad arrivare a 1000°C con un bruciatore al butano??

molto ben fatta!

quimico

2011-03-31 16:36

il bianco così come il nero NON sono colori. pensavo fosse risaputo *Si guarda intorno* interessante preparazione

NaClO3

2011-03-31 16:40

il nero è mancanza di colore, il bianco è l'associazione di tutti i colori, il mio libro di analisi, nel paragrafo dell'analisi con metodi ottici lo ritiene un colore.

una cosa che non ha colore o è nera o ha il colore di quello che ci sta dietro, in poche parole è trasparente.

ale93

2011-03-31 16:59

Grazie a entrambi! Per incolore credevo che si intendesse sia bianco sia trasparente *Si guarda intorno* Il bruciatore al butano dovrebbe arrivare tranquillamente sui 1200°C, è tipo un grosso saldatore, poi ne ho un'altro che arriva a 2500°C, ma non lo uso mai!

NaClO3

2011-03-31 17:01

non è la solita pistola saldatrice con le cartucce di butano?

ale93

2011-03-31 17:02

NaClO3 ha scritto:

non è la solita pistola saldatrice con le cartucce di butano?

Si proprio quella!

NaClO3

2011-03-31 17:13

la fiamma nel punto più caldo a 1200°C ci arriva eccome, ma anche una candela, non devi guardare la temperatura, ma la quantità di calore, le calorie che riesce a fornire, la così detta "Q"!

ale93

2011-03-31 17:16

NaClO3 ha scritto:

la fiamma nel punto più caldo a 1200°C ci arriva eccome, ma anche una candela, non devi guardare la temperatura, ma la quantità di calore, le calorie che riesce a fornire!

Beh l'operazione è stata un po' lunghetta, anche perchè è molto piccolo e mi sono dovuto aiutare con un po' di alcool!

Quello grosso non lo uso perchè ci vuole la bombola ed è una rottura da usare, poi credo che avrei fuso la pentola!

NaClO3

2011-03-31 17:20

lo credo anche io, ma anche a 1000°C, diventa piuttosto molliccia e soprattutto quasi bianca.

al-ham-bic

2011-03-31 20:47

A parte lo ZnO (confermo che è un pigmento usato puro) una precisazione:

NaClO3 ha posto il problema giusto, ma siete entrambi di gran lunga troppo ottimisti!

Quella pentola avrà raggiunto al massimo 450-500°, ma dico proprio al massimo...

La temperatura della fiamma non conta proprio niente, quello che conta è la capacità termica globale del sistema e le relative dispersioni.

Prova a mettere nella pentola un blocchetto di alluminio (un pezzetto di serramento da finestra) e ti sfido a trasformarlo in un lingottino... p.f. "soli" 660 gradi.

(che un foglietto di alluminio per alimenti messo nella fiamma fonda, è del tutto irrilevante).

I seguenti utenti ringraziano al-ham-bic per questo messaggio: jobba

Chimico

2011-04-01 15:51

concordo con Al...anche un filo fine di rame fonde se messo direttamente sulla fiamma...ma in un pentolino raggiungere i 400-450°C è già tanto!

NaClO3

2011-04-01 19:33

è quello che stavo cercando di dire, senza fare tanti esempi così spinti, è come dire di voler far bollire la pentola con le candele (max 1200°C), non bollirà mai, ma se la metti su un bel bivacco ti bolle in un attimo e le temperature sono molto più basse:

Q=m*Cs*(t°2-t°1) legge dello scambio di calore, non stà a vedere le temperature, ma le Cal scambiate con la sorgente!

al-ham-bic

2011-04-01 20:47

Bravo Clor, mai confondere Calore con Temperatura!

E tenere presente che dissipazione per irraggiamento-convezione diventa enorme (senza isolamento) all'aumentare del delta-T

NaClO3

2011-04-01 20:57

convezione, l'aria sulla pentola si ciuccia parecchio calore.

irraggiamento dalla fiamma al fondo della pentola verso il basso?

al-ham-bic

2011-04-01 21:30

NaClO3 ha scritto:

...irraggiamento dalla fiamma al fondo della pentola verso il basso?

No, non della fiamma, ma di ogni sistema caldo (che varia con la quarta potenza della temperatura).

Quello che ti fa sentire un termosifone caldo anche se ci stai a distanza e di di lato (irrilevanti sia convezione che conduzione).

NaClO3

2011-04-01 21:35

OT alla fine convezione e conduzione sono tutte conseguenza dell'irraggiamento; ho affermato dalla fiamma perchè ogni qual volta utilizzo il bunsen con la reticella amiantata e metto la mano sotto la reticella sento un calore spropositato, mi chiedevo se fosse irraggiato dalla fiamma verso la reticella e poi dalla reticella verso il basso.

al-ham-bic

2011-04-01 21:49

NaClO3 ha scritto:

... metto la mano sotto la reticella sento un calore spropositato, mi chiedevo se fosse irraggiato dalla fiamma verso la reticella e poi dalla reticella verso il basso.

Certo che sì!

(Ma END OT, altrimenti ci mettono la mano direttamente sul bunsen... Rolleyes )

NaClO3

2011-04-01 22:38

ok, mille grazie della piccola delucidazione e conferma!

tornando al povero Zinco:

in questo sito Carbonato di Zinco :

dice che a 300°C si decompone, non a 1000°C come dice il buon ale93, ad avallare la teoria c'è anche il video, non penso questa provetta abbia toccato nemmeno i 400°C

http://www.youtube.com/watch?v=9BOBJ_fpLDw

Rocco451

2011-04-23 11:12

su wiki ho trovato questa reazione per sintetizzare lo ZnO: NaClO + Zn → ZnO + NaCl voi cosa ne dite? sarebbe molto più semplice di questa....però non sò quanto possa essereutile visto che normalmente l'NaClO è venduto al 5%

NaClO3

2011-04-23 11:17

quell'aborto di sapere che è wikipedia......no grazie!

Rocco451

2011-04-23 11:24

immaginavo fosse una boiata :-)

Malkoi H2O

2011-04-23 13:02

A me sembra possibile il clorato è un ossidante e quella è un ossidoriduzione, sulla carta possibile,a farlo veramente posso provarci io appena ho un attimo di tempo e vi faccio sapere.

ale93

2011-04-23 13:25

Potrebbe pure essere vero, io ricordo che con l'alluminio reagisce, ma non so cosa si formi! Se volete ci metto 5 minuti a provare asd

ale93

2011-04-23 13:56

Con l'alluminio reagisce, con lo zinco no!

quimico

2011-04-23 14:13

dove è che si parla di clorato? io vedo dell'ipoclorito... e non penso proprio con lo zinco funzioni. NaClO ossida l'alluminio? *Si guarda intorno*

ale93

2011-04-23 14:19

quimico ha scritto:

NaClO ossida l'alluminio? *Si guarda intorno*

Ho appena provato e si ricopre di uno strato nero!

Max Fritz

2011-04-23 14:35

In realtà penso sia la basicità dell'ipoclorito ad attaccare l'alluminio, non tanto lo ione ClO- in sè.

Bondi

2012-09-28 20:06

Ale.. io ho provato a farlo a partire dallo Zn di alcune batterie "vecchio stile", con elettrodo di grafite e MnO2. L'ho precipitato come carbonato ed è venuta una polvere bianchissima, ma quando l'ho calcinato non l'ho poi raffreddato con l'acqua fredda ma l'ho lasciato raffreddare, ma è rimasto giallino!, come al momento del riscaldaento

marco the chemistry

2012-09-28 20:10

Chiamasi ferro trivalente....

ale93

2012-09-28 20:56

É normale che rimanga giallino per un po' dopo il raffreddamento, ma dopo torna bianco!

Beefcotto87

2013-02-07 16:21

Scusate la domanda su questo thread non proprio recentissimo, ma mi chiedevo: a che temperatura l'ossido di zinco cambia colore e diventa giallo? In caso fosse bella bassa (intendo a t° < di 100° o comunque inferiori alla fiamma diretta) sarebbe possibile fargli cambiare colore semplicemente esponendolo al sole?

marco the chemistry

2013-02-07 16:30

No no cambia a temperature molto più alte! Non riesco a trovare nessun dato, ma conta che anche quando metti ZnO in crogiolo su fiamma del bunsen ci mette un pochino a colorarsi. Prima che arrivi il solito precisino: il crogiolo è già sulla fiamma quando ci si mette ZnO, se no è ovvio che ci mette i secoli a cambiare colore.

Beefcotto87

2013-02-07 16:39

Allora purtroppo un mio dubbio sarà da postare altrove, se la risposta non è ZnO...

NaClO3

2013-02-07 16:48

Un mio vecchio libro lo riferiva fallimentarmente come ''pirometro a colori'', circa 700°C.

CloruroFerrico

2013-06-21 09:33

Bella sintesi, davvero! Inoltro l'ossido di Zn è molto utile x la cosmesi della pelle! :-P

Beefcotto87

2013-06-21 10:38

Cloruro, come detto mille e mille volte, è inutile commentare con "bello" o "grazie", se non hai qualcosa di utile da dire, sei pregato di non allungare inutilmente il brodo ;-) Se vuoi ringraziare c'è il tasto apposito.