Preparazione del potassio tris(ossalato)ferrato(III) triidrato

Partendo dal sale di Mohr la prima reazione che avviene è la seguente:

Fe(NH₄)₂(SO₄)₂ • 6H₂O + H₂C₂O₄ → FeC₂O₄(s) + H₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6H₂O(l)

L'ossalato di ferro(II), FeC₂O₄, è un precipitato finemente suddiviso e tendere ad essere colloidale. Comunque, scaldando la soluzione esso inizia a coagulare e facilita la separazione del precipitato dal resto della soluzione. Il potassio ossalato viene aggiunto al precipitato di ossalato di ferro(II) producendo una soluzione leggermente basica per ossidazione dello ione ferro(II) a ferro(III) tramite perossido di idrogeno.

Notate che l'ossalato di ferro(II) è la fonte per lo ione Fe²⁺. La concentrazione di ione idrossido della soluzione è abbastanza alta così da far in modo che parte del Fe³⁺ reagisca con lo ione idrossido formando idrossido di ferro(III), un precipitato marrone. Con l'aggiunta di ulteriore acido ossalico, l'idrossido di ferro(III) si dissolve e si forma un complesso stabile:

3 K₂C₂O₄ + 2 Fe(OH)₃ (s) + 3 H₂C₂O₄ → 2 K₃[Fe(C₂O₄)₃] • 3H₂O + 3 H₂O

Alcole viene aggiunta alla soluzione per causare la precipitazione del complesso di ferro(III) dato che è meno solubile nell'alcole rispetto all'acqua.

PROCEDURA In una beuta da 125 mL, 13mmol di ferro(II) ammonio solfato esaidrato vengono dissolte in 15 mL di acqua distillata. La soluzione è acidificata per aggiunta di diverse gocce di acido solforico diluito. A questa soluzione, aggiungere 50 mL di una soluzione 0.5M di acido ossalico e scaldare ad ebollizione mentre si agita costantemente per prevenire il bumping. Rimuovere dal riscaldamento e lasciare riposare l'ossalato di ferro(II) e decantare il prodotto solido dal liquido. Lavare il precipitato due volte con 20 mL di acqua calda, decantare il liquido surnatante in un contenitore per gli scarti. Aggiungere 20 mL di una soluzione 1M di potassio ossalata al recipiente contenente il precipitato, agitare e scaldare a 40° C. Non appena la temperatura è a 40° C, iniziare l'aggiunta goccia a goccia di 20 mL di perossido di idrogeno al 3%, agitando continuamente. Periodicamente controllare la temperatura della soluzione e accertatevi che sia al massimo a 40° C (ma non >50° C) durante l'aggiunta. Dopo che l'aggiunta è completa, scaldare la soluzione risultante ad ebollizione. Preparare 16 mL di una soluzione 0.5M di acido ossalico, aggiungerne 8 mL tutti in una volta alla soluzione ad ebollizione. Agitare continuamente e quindi continuare ad aggiungere la rimanente soluzione 0.5M di acido ossalico goccia a goccia mantenendo la temperatura vicino all'ebollizione. La soluzione dovrebbe diventare verde trasparente. Se parte del residuo marrone rimanesse, aggiungere ancora 1mL della soluzione 0.5M di acido ossalico goccia a goccia, ancora mentre la soluzione sta bollendo, fin quando la soluzione diventa verde trasparente. Comunque, se il residuo che rimane è giallo, esso probabilmente è ossalato di ferro(II) non reagito. Se la soluzione è opaca, filtrare per gravità in una beuta pulita da 125 mL. Se è trasparente, nessuna filtrazione è necessaria. Ora, mentre si agita costantemente, aggiungere lentamente 15 mL di etanolo alla soluzione. Lasciare che la soluzione si raffreddi a temperatura ambiente quindi in un bagno di ghiaccio e acqua. Dopo che si iniziano a formare i primi cristalli lasciare a riposo la soluzione in un bagno di ghiaccio per 20 minuti. Un buon raccolto di cristalli andrebbe lasciato formare prima che il prodotto ottenuto venga filtrato sotto vuoto. Lasciare asciugare all'aria i cristalli per 2 minuti sull'imbuto, fermare la suzione e aggiungere 10 mL di una soluzione 1:1 etanolo/acqua. Aspettare circa 30 secondi e quindi riapplicare il vuoto per 2 minuti. Ripetere questo processo di lavaggio. Dopo il lavaggio finale, lasciare il vuoto attaccato per altri 2 minuti. Lasciare il prodotto ad asciugare e pesate la massa del prodotto.

Grazie Geber che velocità!

Solo una domanda: la metodica dice di preparare soluzioni di acido ossalico e potassio ossalato...Intende già le forme commerciali di acido diidrato e sale monoidrato oppure le anidre?

Per il resto grazie mille e prossimamente spero di riuscire a produrre questo complessino e di portarlo sul forum

PROCEDURA ALTERNATIVA

1. Formazione del ferro(II) ossalato dall'ammonio ferro(II) solfato ed acido ossalico

Pesate approssimativamente 7.5g di ammonio ferro(II) solfato solido, Fe(NH₄)₂(SO₄)₂, in un becher da 250mL. Aggiungete 20mL di acqua deionizzata tiepida e 8 gocce di una soluzione 3M di H₂SO₄ ed agitate per disciogliere il solido. Alla soluzione risultante aggiungete 35mL di una soluzione 1M di H₂C₂O₄, e scaldate ad ebollizione su una bruciatore Bunsen o piastra riscaldante, agitando continuamente. Il solido formatosi è ferro(II) ossalato, FeC₂O₄. Lasciate che il FeC₂O₄ solido si depositi e quindi decantate la soluzione surnatante. Tenete il surnatante in un contenitore per gli scarti fino alla fine della preparazione avendo cura poi di smaltirlo in modo corretto.

Lavate il precipitato aggiungendo 30mL di acqua deionizzata, scaldando per 5 minuti mentre è sotto agitazione, lasciando poi depositare il precipitato, e decantando quindi la soluzione surnatante. Di nuovo, smaltite la soluzione surnatante nel contenitore in cui avete scartato il precedente surnatante.

2. Formazione del ferro(III) ossalato per trattamento del ferro(II) ossalato con perossido di idrogeno e potassio ossalato

Al FeC₂O₄ precipitato aggiungete 15mL di una soluzione satura di K₂C₂O₄ e scaldate a circa 40°C. Lentamente aggiungete 30mL di una soluzione al 3-5% di H₂O₂ alla miscela, agitando continuamente e mantenendo la temperatura della miscela vicina ai 40ºC.

3. Formazione dello ione triossalatoferrato(III) per trattamento del ferro(III) ossalato con acido ossalico

Dopo l'aggiunta di H₂O₂, scaldate la miscela ad incipiente ebollizione (40°C), e mantenetela ad ebollizione mentre aggiungete 12mL di una soluzione 1M di H₂C₂O₄ – i primi 10mL tutti in una volta e gli ultimi 2mL goccia a goccia.

A questo punto, la soluzione dovrebbe essere trasparente. Se la miscela fosse molto torbida, è consigliato ripetere la preparazione da capo.

4. Precipitazione del potassio triossalatoferrato(III)*

Lasciate raffreddare la soluzione parzialmente (ancora tiepida ma non calda) e quindi aggiungete 8mL di etanolo al 95%.

Se l'etanolo fosse aggiunto mentre la soluzione è ancora calda, la maggior parte di esso evaporerebbe velocemente.

Alternativamente: Legate un breve pezzo di filo di cotone ad una stecca di legno e sospendere il filo nella soluzione. Coprite il becher con un vetro da orologio e lasciatelo al buio in un armadio per 24 ore.

* Il potassio triossalatoferrato(III) di decompone lentamente alla luce, quindi, estesi periodi di esposizione alla luce andrebbero evitati il più possibile.

5. Isolamento del potassio triossalatoferrato(III)

Preparate un imbuto Buchner e l'apparato di filtrazione sotto vuoto. Mettete della carta da filtro nell'imbuto. Oltre alla vostra miscela di cristalli e alll'apparato di filtrazione, dovete avere a portata di mano 5mL di etanolo al 50% ed alcuni mL di acetone. Attaccate l'apparato di filtrazione al vuoto. Agitate la miscela contenente i cristalli e quindi versatela nell'imbuto. Lavate i cristalli prima con 5mL di etanolo al 50% e quindi con i pochi mL di acetone. Se dovessero rimanere dei cristalli nel becher, versate in esso 5mL di etanolo.

Usate del nastro per attaccare un pezzo di carta da filtro al vetro da orologio. Trasferite i vostri cristalli sulla carta da filtro asciutta e lasciate che si asciughino sotto cappa finché l'etanolo e l'acetone non siano evaporati. Possono essere necessari almeno 20 minuti prima che i cristalli siano asciutti.

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FLaCaTa100 ha scritto:

Grazie Geber che velocità!

Solo una domanda: la metodica dice di preparare soluzioni di acido ossalico e potassio ossalato...Intende già le forme commerciali di acido diidrato e sale monoidrato oppure le anidre?

Per il resto grazie mille e prossimamente spero di riuscire a produrre questo complessino e di portarlo sul forum

Figurati. Avevo 10 minuti ed ero ispirato.

Allora, per entrambe le metodiche non ho trovato una lista precisa dei reagenti usati.

Siccome sono citati senza acqua di cristallizzazione penso siano le forme anidre.

Proverò a riguardare... Ma non prometto nulla

Direi che è lui di formula K3[Fe(C2O4)3]*3H2O

Ho seguito la prima via di sintesi e immaginando che tutto il metallo che entra come solfato all'inizio se ne esce come complesso alla fine, ho ottenuto una resa del 77%. Non so quali siano quelle usuali ma sicuramente due sono le cause della mia un po' bassina: la decantazione dell'ossalato ferroso e i reagenti. Per il primo, chiaramente, decantando e travasando un poco di materiale si perde; per il secondo sono partito da FeSO4*7H2O, (NH4)2SO4 di grado agricolo e purificati da me per ricristallizzazione e K2C2O4*H2O e (NH4)2Fe(SO)4*6H2O. Detto questo grazie ancora Geber per la metodica.

Dal colore direi che ci sei. Sicuramente sono metodiche che lasciano un po' il tempo che trovano. Probabilmente con una messa a punto la resa può aumentare. Ma io mi accontenterei di una resa così bravo! Sarebbe da provare anche l'altra metodica per vedere il risultato e farei dei paragoni...