Creato da paoloalbert il 20/12/2009

CHIMICA sperimentale

Esperienze in home-lab: considerazioni di chimica sperimentale e altro

 

 

Kong Oscar IIs kapell

Post n°382 pubblicato il 27 Luglio 2017 da paoloalbert

Mando il mio blog in vacanza per un bel po' di tempo, per un buonissimo motivo!

Vedete questa chiesetta che sembra niente? E' dedicata al re Oscar II.

 

Kong Oskar II kapell


Il problema è che si trova in uno dei posti più sperduti d'Europa (maps).
Siccome mi piace andare in giro, voglio tentare di (ri)andare da quelle parti, se ci riesco.
Le gomme alla macchina le ho già cambiate...

                     Fjernt, ensom, sjarmerende dyp nord!

 
 
 

Il nanocondizionatore

Post n°381 pubblicato il 10 Luglio 2017 da paoloalbert

Ho visto qualche giorno fa in un mercatino dell'usato a prezzo irrisorio uno di quei radiatoroni da computer muniti di ventola per quei patiti della supervelocità o dei supergiga che più che radiatori da microprocessore sembrano pezzi di auto da corsa e sono anche esteticamente molto curati.
Siccome le dimensioni della piastrina di rame di base erano esattamente identiche alla mia cella di Peltier (link 1 e link 2), l'ho acquistato con l'idea di fare per gioco un nanocondizionatore che mi soffi in faccia, GRATIS, un alito di aria fresca mentre pasticcio con le mie cose in questo carontico periodo.
La cella di Peltier ha un pessimo rendimento (si sa quanto termodinamicamente sia facile fare il caldo e quanto sia difficile fare il freddo!) e la mia assorbe 3 ampere a 12 V, pari a 36 W divorati, quindi se si vuole che lavori gratis occorre una sorgente altrettanto gratuita di energia, altrimenti consumare 36 W per avere in cambio solo un microscopico refolino di fresco non avrebbe senso.
Essendo io sono un forte simpatizzante delle energie alternative (10 KW di fotovoltaico e altrettanti di termico sul tetto), sul mio lab c'è anche anche un piccolo pannello fotovoltaico da 50 W, col quale carico una batteria da auto da 40 A/h.
Et voilà parecchi watt GRATIS per la Peltier!

E' indispensabile che il calore prodotto dalla cella, che su una faccia raffredda e sull'altra riscalda, sia estratto continuamente in maniera molto efficace dato che il rendimento termico dipende dalla differenza di temperatura tra le due facce.
Per estrarre ed allontanare il calore prodotto ho applicato alla faccia calda un altro radiatore in alluminio per PC, più piccolo ed immerso in una vaschetta di acqua con ricircolo.
L'acqua, con il suo grandissimo calore specifico e la conducibilità termica molto più elevata dell'aria garantisce che la faccia che si riscalda sia tenuta più fredda possibile ed il ricircolo avviene con un filino d'acqua che percorre la vaschetta, uscendo da un foro di troppo pieno.
Poichè niente al mondo è del tutto gratis, il marchingegno qualcosa consuma anche lui... ed è il filino d'acqua che smaltisce il calore prodotto dalla Peltier.
Le immagini valgono più di mille parole e così si capisce come ho imbastito questo giochino da estate torrida.

 

nanocondizionatore 1

             I due radiatori (freddo in alto, caldo in basso)

 

nanocondizionatore 2

Vista di fronte, vaschetta vuota con il troppo pieno per l'acqua

 

nanocondizionatore 3

                    Vista retro, la ventola a 12 V

 

nanocondizionatore 4

      La cella Peltier (linea bianca) stretta tra i due radiatori


Quanto raffredda un accrocco del genere?
C'è una singola cella e quindi raffredda poco poco, giusto un refolino di aria di qualche grado più fresca di quella dell'ambiente, ma che unita al vortice d'aria prodotto dalla ventola fa piacere avere sul tavolo di lavoro in queste sere afose.
Direi che "nanocondizionatore" è un termine appropriato.

Certo io sono assai fortunato perchè ho la possibilità di far arrivare facilmente "il filino d'acqua" fino alla vaschetta e altrettanto facilmente scaricare con un tubetto fuori dalla finestra il troppo pieno senza dar fastidio a nessuno (anzi, facendo un favore a delle povere piantine di fragola, sempre assetate); idem come far arrivare i 12 V dalla batteria ricaricata dal sole e tutto il resto.
Ma tant'è, il mio blog è un diario della situazione così come essa è.

 
 
 

Formiato di rame tetraidrato

Post n°380 pubblicato il 05 Luglio 2017 da paoloalbert

Mi è sempre piaciuto l'acido formico, per quel suo nome dal sapore alchimistico, che te lo fa immaginare come quintessenza di milioni di formiche distillate da un athanor.
E infatti ne ho già parlato al riguardo qualche tempo fa (link).
La modernità chimica imporrebbe che quest'acido si chiamasse "metanoico" (analogamente all'acetico, che diventa  "etanoico"... e così via idrocarburando per ogni atomo di carbonio aggiunto), cercando di far dimenticare (agli studenti di oggi) i nomi classici sostituendoli con i nuovi nomi IUPAC, che sono tecnicamente perfetti ma di una freddezza ributttante.
Come puoi appassionarti e diventare un chimico sperimentale quando perfino il nome "politicamente corretto" (!) di un banale sale inorganico ti fa passar la voglia di giocarci?
Come puoi immaginare interessante una diazotazione se devi usare il "potassio diossonitrato", ossidare con "monoossocloruro di sodio", disidratare con "tetraossosolfato di magnesio" e odorare "l'etanoato di etile"?
Poveri chimici sperimentali potenziali, decimati (ma probabilmente più che decimati) solo negli ultimi pochi anni per tanti motivi...
In ogni caso si è capito che anche l'acido formico, per quanto mi riguarda, rimarrà sempre acido formico col suo sacro e inviolabile vecchio nome.

Ho voluto banalmente salificare questo capostipite degli acidi grassi col rame, per dare un compagno al propionato che mi aveva dato a suo tempo dei bei cristalli.
Naturalmente si sa già in partenza che ne verrà fuori un sale azzurro, con qualche molecola di acqua di cristallizzazione (quattro nel caso in oggetto).
La sintesi è terra-terra e non la commento: dico solo che si può partire dal solito solfato precipitandolo come carbonato basico e salificando con l'acido formico; naturalmente sempre rispettando tutte le regole del catechismo chimico sperimentale di base.
Si concentra per evaporazione (molto lenta e a temperatura costante se si vogliono avere dei bei cristalli) mai arrivando a secchezza.
Si elimina il restante poco liquido saturo, si risciacqua velocemente il solido con un filo d'acqua gelida e si conserva il prodotto ben chiuso.
Ecco il formiato di rame tetraidrato, in un ammasso di cristallini azzurri; purtroppo non ho avuto la pazienza di farli crescere di più, che son lavori che vengono meglio d'inverno.

 

rame formiato

 

Nella fotografia sembra una crostaccia ma in realtà sono tutti bei cristallini, molto solubili in acqua e di un sapore, se lo volete sapere, davvero davvero disgustoso.

Un paio di formulette per qualche simpatizzante poco chimico che passasse di qui: 

se H-COOH è l'acido formico, il rame bivalente allunga le due braccine e acchiappa un formico (nel punto giusto) uno di qua e uno di là, così:

H-COO-Cu-OOC-H

e se ci mettiamo anche l'acqua di cristallizzazione il tutto diventa Cu(HCOO)2.4H2O

 
 
 

Assaggiando la Feniltiocarbammide

Post n°379 pubblicato il 19 Giugno 2017 da paoloalbert

..e adesso assaggerete la Feniltiocarbammide e poi mi saprete dire...-

-Bella questa! Ma dove son capitato?
Sogno o son desto? Mi propongono niente popò di meno di assaggiare una robaccia chimica!
Un'occasione unica come questa non me la perdo di sicuro ... e con il mio solito spirito anarchico verso il comune sentire ho leccato con gusto la cartina impregnata di una soluzione opportunamente diluita di quella robaccia che ho detto.

Poichè mi trovavo in una riunione di persone bene assortite e trovatesi in quel luogo quasi per caso, non mi sono sfuggiti due eventi eccezionali verificatisi contemporaneamente, e che riferisco con una punta di provocazione:

Primo evento eccezionale:

- la persona referente, rivolgendosi ad un pubblico generico, nomina in chiaro il nome di una astrusa sostanza chimica (feniltiocarbammide), che più chimica di così non si può.

Non credo alle mie orecchie!
Siamo abituati al fatto che le sostanze chimiche giammai si nominano in pubblico col proprio nome scientifico, e che se per caso si nominano, si nominano storpiando il nome con qualche castroneria!
Si deve dare per scontato che fra chi ascolta non vi sia NESSUNO con una minima cognizione di chimica che vada oltre la formula dell'acqua e quindi perchè nominare parole che tanto "la gente" non capirà mai?
La persona di cui parlo invece, e qui sta il bello ed il mio commosso ringraziamento, ha avuto il coraggio di pronunciare l'impronunciabile: FENIL-TIO-CARBAM-MIDE di fronte ad un auditorio di gente "comune". Brava!
FENIL-TIO-CARBAM-MIDE, ve la immaginate una parolaccia del genere detta alla tivvù?
Da far saltare la poltrona all'incauto giornalista (che fra l'altro, da giornalista, non l'avrebbe MAI detta giusta...).

Secondo evento eccezionale:

- siamo stati invitati ad assaggiare la sostanza chimica!

La tivvù e tutti i cosiddetti "media" ci hanno ormai inculcato che non ha nessuna importanza considerare la quantità: che si tratti di un trilionesimo di milligrammo una volta nella vita o di una di cucchiaiata al giorno, quando si tratta di "chimica" il pericolo è uguale e terribile!
E ciò non ostante, consapevoli di questo, tutti abbiamo messo sulla lingua la robaccia!
Orrore degi orrori, abominio!
Ma non ci stanno sempre inculcando che le sostanze chimiche sono tutte terribili e cancerogene, quanto di peggiore esiste sulla faccia della Terra INDIPENDENTEMENTE DALLA QUANTITA'?
Chi era quell'asino che affermava che ciò che fa di una sostanza un veleno è LA QUANTITA' di ciò che si ingerisce?
Deve essere stato proprio un asino dal momento che ormai più nessuno sembra soffermarsi su questo "insignificante" (!!!) particolare.

Beh, pur sapendo che la feniltiocarbammide è una sostanza sicuramente e dichiaratamente molto tossica, l'ho assaggiata proprio per questo ancora con più gusto perchè sono uno di quelli che la pensa come quell'asino che ho appena non nominato.
Siccome la quantità ingerita era estremamente al di sotto della soglia di pericolosità, l'ho assaggiata con la certezza che NON morirò nemmeno a causa di questo mio ennesimo azzardo temerario.

Di interessante nell'esperimento che abbiamo fatto c'è che messa sulla lingua la cartina feniltiocarbammidica, io e tanti altri non abbiamo sentito nessun sapore, tanto meno il gusto amaro!

-PA, parla chiaro finalmente! Ma dove cavolo ti trovavi?

Mi trovavo partecipe a delle conferenze teorico-pratiche organizzate in modo impeccabile da una associazione sulla diffusione del miele, che ci ha proposto un mucchio di interessantissimi assaggi, su come eseguirli e come valutare quel buonissimo prodotto (chimico anch'esso, ogni suo componente ha una bella formulaccia...) che le api ci regalano.

E la feniltiocarbammide di tutto il discorso, cosa c'entra?
C'entra perchè questo composto ha la peculiarità che può essere percepito al gusto come molto amaro o non essere percepito affatto, in funzione del proprio corredo genetico, e questo ha attinenza col sapore di certi mieli che qualcuno reputa troppo amari e qualcuno no.
Da parte mia ho verificato di non essere geneticamente sensibile a questo composto e quindi di non recepire come sgradevole nemmeno il gusto di certe erbe o mieli particolari; infatti reputo ottimo (addirittura il migliore per me) il miele di castagno, che invece per i soggetti sensibili alla feniltiocarbammide è ritenuto quasi immangiabile.
Naturalmente parlo di mieli puri (il più possibile monocolturali), non di estemporanee miscele da supermercato di provenienza incognita.
[La FTCammide è solo un "rivelatore" della propria predisposizione genetica, NON è una sostanza contenuta nel prodotto delle api o nelle deliziose amarognole erbette di campo, questo sia ben chiaro]

 
 
 

Risposta a Sabrina

Post n°378 pubblicato il 09 Giugno 2017 da paoloalbert

Mi scrive Sabrina, in uno di quei messaggi ai quali io ingenuamente sempre rispondo, ma che raramente hanno un controesito:

- Basta con le sostanze chimiche !!! Abbiamo...trasformato l'acqua in una discarica!
Ma la scienza più che altro, è una "industria" senza regole!
La saggezza non nasce dagli studi della scuola superiore, ma nella coscienza di ognuno di noi se ben coltivata.
E' vero che i vaccini più che altro sono nocivi?
Nell'area 54 ci sono gli alieni? Scie chimiche, morgellons, haarps, sono dicerie o verità?! L'inquinamento e sostanze chimiche come gli ftalati stanno effettivamente modificando il DNA?!
Non credi che tutta questa tecnologia e cosidetto progresso scientifico stia andando a discapito dell'uomo più che a favore, !???
Hehè :) ciao -


Ciao Sabrina, cosa vuoi che ti dica?
Se non invitarti a leggere, ma leggere di scienza e non di fantascienza (quella teniamola solo per diletto, a chi piace).
Cerca invece di discernere fra le tonnellate di monnezza che si trova in rete.
Monnezza è SICURAMENTE quando si sostiene che i vaccini sono nocivi, quando si crede al complottismo delle scie kimiche (ma può esistere sulla faccia della Terra una idiozia più grande di questa?) e simili infinite amenità che prosperano nei  web di serie zeta.
Capisco tuttavia che può essere difficile distinguere tra web di serie A e di serie Z, anche se ultimamente SEMBRA che la parola "fake" desti un po' più di attenzione, almeno negli utenti con un barlume di intelligenza.
In definitiva, attenzione a quando si crede a teorie che con la Scienza (quella vera e verificata, insisto!) nulla hanno a che vedere.

Che poi, come affermi alla fine interrogativamente, qualche parte di questo cosiddetto progresso scientifico stia andando a discapito dell'uomo più che a suo favore mi trovi quasi d'accordo, ma non per colpa (nemmeno lontanamente) di chi fa ricerca scientifica.
La colpa, come sempre dalla notte dei tempi, è di coloro che sono interessati solo al profitto, alla finanza sporca, al doppio gioco, al denaro... eccetera.
L'enorme problema è che costoro sembrano essere sempre più numerosi ogni giorno che passa e coinvolgono TUTTE le categorie umane, dalla singola persona privata fino agli stati nazionali, e gli esempi sono infiniti e sotto gli occhi di chiunque.
Purtroppo tutto sembra ruotare attorno al denaro, al denaro, al denaro, al denaro... arraffa fin che puoi che del doman non v'è certezza, come diceva qualcuno.
Anzi, del domani... chi se ne frega?

Ciao, PA

 

 
 
 

Potassio ed esanitrodifenilammina

Post n°377 pubblicato il 22 Maggio 2017 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

E' il momento di mettere alla prova l'esanitrodifenilammina preparata per la ricerca microchimica del potassio; si tratta di un buon vecchio metodo storico e quindi, dal mio punto di vista, molto interessante.
Ecco letteralmente quanto riportato su quel magnifico libro che è il Treadwell edito dalla Vallardi; la mia edizione è del 1963 e si pensi che questo fondamentale volume di chimica analitica ancora negli anni sessanta aveva quelle pagine, di una bellissima carta color pergamena, unite tra di loro con il metodo di rilegatura da separare manualmente col tagliacarte: incredibile! (Sic transit!).

- Preparazione del reattivo per il potassio: 200 mg di dipicrilammina vengono sciolti in 2 ml di Na2CO3 2N, diluendo poi con 15 ml di acqua e filtrando.
(Si ottiene una bella soluzione rossa, estremamente colorante e sporcante: fare attenzione! Ved. commento nel post dedicato.

Procedura del Treadwell:

- Una striscia 3 x 6 cm di carta da filtro, bagnata col reattivo, viene successivamente asciugata, ponendola su un vetro di orologio lambito da una corrente di aria calda.
Su questa striscia essiccata si pone una goccia della soluzione neutra in esame.
Si riasciuga in corrente d'aria e si tratta tutta la striscia con HNO3 0,1 N.
In presenza di potassio compare una macchia rossa in corrispondenza del punto bagnato con la soluzione in esame, mentre il rosso del resto dello striscio diventa giallo chiaro. -

Ho preparato come test cinque soluzioni che in una goccia contenessero rispettivamente 1 mg, 0,5 mg, 0,2 mg, 0,1 mg e 0,05 mg di cloruro di potassio ed ho eseguito il saggio su altrettante cartine da filtro come sopra descritto.
Ecco il risultato, con la concentrazione massima a destra e minima a sinistra.

cartine rosse  cartine trattate

Le cartine alla DPCA e rivelate con HNO3 - da 0,05 mg a 1 mg K+

Come si vede la sensibilità del metodo è elevata, riuscendo a rivelare, mettendoci un po' più di accuratezza di come ho fatto io velocemente, un cinquantesimo di milligrammo di ione potassio.

Qui si conclude la mia saga di questa famiglia, secondo questa genealogia:

- il trisavolo clorobenzene ha generato...
- ... il bisnonno 2,4-dinitroclorobenzene, che ha generato...
- ... la nonna N-(2,4-dinitrofenil)-fenilammina, che ha generato...
- ... la madre 2,2',4,4'-tetranitrodifenilammina, che ha generato...
- ... la figlia 2,2',4,4',6,6'-esanitrodifenilammina

ovvero la giovane bionda dipicrilammina, poi felicemente maritatasi con quel salamone del potassio, che si è fatto imprigionare a dovere, precipitando in rosso con la signora dell'altra volta.
Ciao! E adesso gli "esperimenti" fateli voi per un po'.

 
 
 

Una amara Signora in Rosso

Post n°376 pubblicato il 11 Maggio 2017 da paoloalbert

Prima del test per il potassio con la dipicrilammina, ho voluto vedere, per pura curiosità, il bel sale insolubile di questo metallo alcalino.
Ho sciolto pertanto un grammo di DPA con Na2CO3 ed ho aggiunto in quantità opportuna una soluzione concentrata di KCl, filtrando e lavando.

 

esanitrodifenilammina K 1 esanitrodifenilammina K 2

          Il sale di K precipita            L'enorme potere colorante


Il dipicrilamminato di potassio (il metallo sostituisce l'idrogeno sull'azoto) si presenta sotto forma di una polvere microcristallina di colore rosso vivace, appunto uno dei rari sali di potassio pochissimo solubili.

esanitrodifenilammina sale potassio

 

[Durante questi esperimenti fare tantissima attenzione alle mani! Ved. commento nel post precedente!]

L'esanitrodifenilammina forma sali insolubili e cristallini pure con parecchi altri metalli (Rb, Cs, Tl, Be, Zr, Pb, Hg), mentre forma precipitati amorfi con Al, Fe, Cr, Ni, Co, Cu, Bi, V, Ti, Th), ed ho fatto qualche prova estemporanea con qualcuno di essi senza qui renderne conto; anche perchè mi è oltremodo fastidioso aver a che fare con questa sostanza.

Ricordo anche che il sale di ammonio della DPA è stato usato un tempo come bel colorante per lana e seta, col nome di Auranzia, e devo dire che in quanto a potere colorante è veramente potente; tuttavia non poteva avere successo per le sue caratteristiche di tossicità e l'Auranzia fu presto sostituita, sicuramente senza alcun rimpianto.

(Non voglio nemmeno immaginare, per la mia ipersensibilità verso l'esanitrodifenilammina, di aver dovuto indossare in tempi autarchici un indumento colorato col "giallo auranzia...!!!).

 
 
 

Sintesi della 2,2',4,4',6,6'-esanitrodifenilammina

Post n°375 pubblicato il 30 Aprile 2017 da paoloalbert

Ecco l'ultimo prodotto della serie, la 2,2',4,4',6,6'-esanitrodifenilammina ovvero dipicrilammina, col suo bel nome storico come piace a me.
Un gruppo fenile con tre bei gruppi nitrici simmetrici può per buona ragione chiamarsi "picrile"! E due picrili attaccati a un -NH non danno origine a una dipicrilammina?
E non è un bel nome? Se invece di una sostanza chimica fosse una femminuccia, non sarebbe una bella ragazza bionda ed esuberante?
Vabbè, lasciate che io veda qualche volta nelle sostanze chimiche delle inquietanti quanto innocenti analogie...

Ma l'esanitrodifenilammina è bella soprattutto perchè è un reattivo analitico organico per il potassio; sono sempre interessanti (perchè pochi!) i reattivi per i metalli alcalini, che tendono ad essere nei loro composti o quasi sempre solubili o quasi sempre impietosamente incolori.
Per questa sintesi mi sono basato sulla procedura di Prepchem (ho visto che deriva direttamente dal T.L.Davis, 1941), sito che propone una bella collezione di sintesi interessanti, e questa è una di quelle.

esanitrodifenilammina


Materiale occorrente:
- 2,2',4,4'-tetranitrodifenilammina
- acido nitrico fumante (d. 1,5)
- acido solforico concentrato
- vetreria opportuna

Procedimento:
In becher di tipo alto e stretto da 150 ml si pongono 20 ml di HNO3 fumante (d. 1,50) e 20 ml di H2SO4 concentrato, coprendolo quando occorre con un vetrino da orologio per contenere al massimo gli irritanti fumi acidi.
Sono stato un po' abbondante con la solfonitrica perchè il suo eccesso certo non fa male quando per cacciar dentro due ulteriori gruppi nitrici negli anelli quando ce ne sono già quattro servono le picconate. (Loro non vogliono entrare? E noi spingiamo!)
Porre il becher su agitatore magnetico e aggiungere lentamente a freddo in piccole dosi 6g di tetranitrodifenilammina.

esanitrodifenilammina 1  esanitrodifenilammina 2

Durante le prime aggiunte la sostanza si scioglie e la miscela nitrante si colora in arancio marroncino, ma poi in seguito schiarisce e comincia a riprecipitare come solido giallo pallido.
Per aggiungere tutta l'ammina ho impiegato circa mezz'ora, controllando spesso la temperatura, che ho tenuto sempre sotto i 20 gradi.
In ogni caso andando lentamente e cautamente la reazione non è esotermica e la temp. tende pochissimo a salire.
Facendo freddo nel lab (questa sintesi è stata fatta in febbraio) ho poi mantenuto l'ambiente di reazione intorno ai 25-30° scaldandolo appena appena e sempre sotto agitazione; così è rimasto per tre buone ore.
Avvenuta la nitrazione, ho versato cautamente il contenuto in un becher con 200 ml di acqua fredda, filtrato su buchner e lavato con acqua fino ad esaurimento dell'acidità.

esanitrodifenilammina 3  esanitrodifenilammina 4

La dipicrilammina si presenta come una polvere microcristallina giallina simile al tetranitroderivato di partenza, che tende un po' ad impaccarsi quando è umida ed asciuga più lentamente delle sostanze da cui deriva.
Ho ottenuto 6,2 g di prodotto secco, pari ad una resa anche in questo caso dell'82%.
E' tossica e molto irritante, ed è senza ombra di dubbio la sostanza più amara e peggiore con cui io sia mai venuto in contatto, di gran lunga più cattiva per esempio della brucina o di qualsiasi altro nitroderivato.
Se non si mettono in atto TUTTE le precauzioni possibili quando si lavora con questa sostanza si finisce inevitabilmente per sentirne il sapore: ne bastano tracce veramente "molecolari" per essere rilevate, anche se (forse?) la mia è una ipersensibilità estrema verso questa sostanza.
Tant'è che questa ragazzaccia, da simpatica che mi era all'inizio, mi è diventata veramente insopportabile per la sua tendenza a sentirmela in bocca solo a guardarla.
Questo fenomeno non mi è mai successo in anni di sperimentazioni le più varie (va a finire che la rinchiudo in isolamento e butto via la chiave...).

Per il resto è del tutto stabile ed altre sue proprietà non sono qui di interesse.
E' pochissimo solubile in quasi tutti i solventi a parte l'acetone a caldo, nel quale un pochino si scioglie e dal quale ho provato a cristallizzarne un po', ottenendo dei bei cristallini aghiformi giallo limone.

esanitrodifenilammina 5

 

L'ho quindi tenuta in maggioranza non ricristallizzata, ritenendola adeguata alle prove che mi riprometto di fare, e cioè l'analisi del potassio; un pizzico lo salificherò per vedere un bel sale rosso di questo metallo, uno dei rari insolubili.
Ne riparliamo fra un po' di tempo.

 
 
 

Intervallo con quiz linguistico

Post n°374 pubblicato il 23 Aprile 2017 da paoloalbert

Per gli appassionati di linguistica (ma chi mai capiterà qui? Probabilità uguale a lim 1/x per x che tende a infinito...) ecco un bell'esempio di linguaggio locale.
Lo lascio come quiz.

porta


ME TE DIDE D'EN DO CHE TE HE GNIT HE TEL HE MIA
AI TA TIRAT HO DAL POH DE HANTA MARIA


Aspirata o espirata che sia, la acca è la consonante regina e indiscussa di questa parlata, e non entro in merito se sia da considerarsi lingua e dialetto perchè il discorso sarebbe lungo.
In ogni caso non vedo dove stia la mutua comprensibilità con l'italiano (nè con altre lingue, a dire il vero) e l'esempio mi sembra lampante.
Però l'area di diffusione è discretamente limitata e quindi chiamiamolo pure dialetto.
Speriamo che anch'esso non si estingua troppo presto.

Le due frasi si trovano sulla porta di una baita montana in provincia di [   ] e quando me ne ricorderò metterò la traduzione.
Per ora... provare!

 
 
 

Sintesi della 2,2',4,4'-tetranitrodifenilammina

Post n°373 pubblicato il 12 Aprile 2017 da paoloalbert

Ed eccoci al successivo intermedio della serie in programma, che è partita dal clorobenzene per arrivare a...
Oggi verranno attaccati (mi si perdoni il linguaggio volutamente ruspante) altri due gruppi nitrici -NO2 all'anello benzenico che ne è privo della N-(2,4-dinitrofenil)-fenilammina preparata la volta scorsa, per far diventare la molecola simmetrica secondo la reazione seguente:

tetranitrodifenilammina 1


Anche questa nitrazione è facile e favorita, non occorrono condizioni drastiche nè miscela solfonitrica, basta solo un acido di media concentrazione e temperature sotto i 100 gradi.
Ringrazio l'amico M. che mi ha suggerito il procedimento (vi era un'altra alternativa ma ho preferito questa) e al quale avevo promesso che avrei prima o poi replicato la sintesi; aggiungo di mio quegli accorgimenti personali che ogni chimico sperimentale adotta durante lo svolgimento dell'esperienza quando lo ritiene opportuno.

Materiale occorrente:

- N-(2,4-dinitrofenil)-fenilammina
- acido nitrico 56%
- vetreria opportuna

-Porre in un becher da 250 ml 45 ml di acido nitrico concentrato (d. 1.4) e diluirlo con 8 ml di acqua; l'acido così preparato avrà una concentrazione di circa il 56%.
Si pone la miscela nitrante così preparata su agitatore magnetico e si scalda a circa 50°; raggiunta questa temperatura si comincia ad aggiungere a piccole porzioni 8 g di 2,4-(dinitro)difenilammina agitando ogni volta vigorosamente.
Si nota che il reagente a mano a mano introdotto vira abbastanza velocemente dal rosso al giallo e quando è completamente giallo si aggiunge la porzione successiva. Essendo il prodotto molto leggero le aggiunte sono comunque numerose.

tetranitrodifenilammina 2

Dopo alcune aggiunte l'agitazione magnetica non basta più perchè la miscela diventa via via più viscosa ed occorre aiutare l'ancoretta magnetica mescolando la pastella anche a mano, magari con l'aiuto del solito termometro maneggiato cautamente e che ci permette di tenere la temperatura sotto perfetto controllo.
Durante questa prima fase non ho notato liberazione di ossidi d'azoto.
Terminate le aggiunte aumentare la temperatura scaldando su piastra a 80-90°; raggiunta questa temperatura non serve più agitare a mano perchè la massa sarà ritornata fluida e l'agitazione magnetica sarà di nuovo efficiente.
Con il controllo accurato delle temperature non si ha durante tutta la nitrazione che una minima emissione di ossidi d'azoto e la stessa procede nella massima tranquillità.
Lasciare a 85-90° per circa due ore, mantenendo sempre una buona agitazione e la temperatura costante.
Dopo il tempo stabilito lasciar raffreddare e aggiungere 100 ml di acqua, la quale produce immediata separazione del tetranitroderivato.
Si procede ora alla filtrazione su buchner, lavando ripetutamente il solido giallo con numerose piccole porzioni di acqua fredda per eliminare tutta l'acidità.
Il liquido filtrato deve passare alla fine a pH praticamente neutro.

tetranitrodifenilammina 3


Staccare dal filtro ed essicare all'aria la polvere microcristallina di color giallo.
La tonalità verdastra dell'immagine finale è dovuto alla fotografia fatta con la mediocre luce che c'era, la sostanza è perfettamente gialla.

tetranitrodifenilammina


Ho ottenuto 9,5 g di 2,2',4,4'-tetranitrodifenilammina, con una buona resa dell'88%.
La resa si riferisce naturalmente al prodotto ottenuto supposto puro; non lo sarà al 100% ma in ogni caso rispondente agli scopi che mi sono prefisso.
Non ho quindi ritenuto necessario ricristallizzare perchè la prossima volta il prodotto subirà un ulteriore (robusto!) trattamento e l'ultimo prodotto della saga dovrebbe alla fine farsi finalmente vedere.

 
 
 

Intervallo per l'11 Aprile 1987

Post n°372 pubblicato il 03 Aprile 2017 da paoloalbert

L'undici aprile 2017 ricorrerà il trentesimo anniversario della morte di Primo Levi, chimico sperimentale, letterato e storico (tutti e tre al medesimo livello) del quale io ho infinita ammirazione.
Sono profondamente convinto che se non si è letto "Se questo è un uomo" non si potrà mai capire l'Olocausto, e viceversa.
Nessun documentario, nessuna storia, nessun intervento per quanto sapiente potrà aggiungere nulla alla tragedia dell'Olocausto che l'Opera di Levi non abbia detto, fino in fondo all'anima.
E' un racconto (purtroppo non di fantasia) sul Male Assoluto.
E' uno di quei libri assoluti, per me, e mi è difficile pensare ad un altro libro assoluto, nel bene o nel male.
Credo che per contrapposizione al dramma dell'11 aprile mi rileggerò per l'ennesima volta il delizioso "Sistema periodico", davvero godibile e spensierato.
Il dramma di cui dico è il suicidio di Levi, inspiegabile per tutti ma non per Lui; tutto quanto contenuto in Se questo è un uomo gli è rimasto dentro come un tarlo inesorabile e lo ha corroso dall'interno per quarant'anni, alla fine divorandolo.

Le mie modeste sintesi quindi possono aspettare fino a dopo la data fatidica. Chiuse quasi per lutto, diciamo così.

 
 
 

La festa delle donne e l'H3BO3

Post n°371 pubblicato il 21 Marzo 2017 da paoloalbert

Qualche tempo fa, parlando dell'acido borico (post n. 365) dicevo alla fine che avrei sperimentato un inconsueto metodo di ricerca analitica di quest'acido, ma che l'avrei potuto fare solo in primavera; avrei dovuto dire più precisamente: "DOPO LA FESTA DELLE DONNE".
Siccome tutto il mio blog ruota attorno alla chimica "storica" (la chimica "delle frecce curve" e degli "apparecchi con la spina" non è una chimica affascinante per me...), ascoltate ciò che dice il prof. Molinari e capirete come si possano tirare in ballo le donne, la loro festa, la primavera, l'acido borico, eccetera.

- da: Ettore Molinari - Trattato di Chimica Generale applicata all'industria - Vol. I . Chimica Inorganica - Hoepli 1918 - A pag. 684 si legge:

- ...L.Robin (1913) scopre anche 0,000027 mgr. di acido borico con estratto alcolico di fiori di mimosa, la miscela reagente si addiziona: 1-2 goccie di NaOH diluita pura, poi la soluzione divenuta così gialla si scolora con 2-3 goccie di ac. cloridrico diluito e si evapora a bagno maria, si inumidisce il residuo con ammoniaca conc. e allora si ottiene una colorazione rosa sino a rosso sangue...-

La parola "mimosa" ha svelato ogni correlazione con le donne, vero? Sono lustri che io chiamo l'otto marzo "festa dei fioristi" e sono sicuro di non sbagliare visto l'attuale prezzo al centimetro dei rametti della slendida Acacia dealbata; in ogni caso quest'anno il rametto è entrato in casa mia anche con un secondo fine, assai più prosaico dell'omaggio alle donne, che spero mi perdoneranno per il pensiero un po' interessato.
(La chimica sperimentale fa di questi terribili effetti vista dal di fuori, ne convengo).

Mimosa  Tintura di mimosa

Per farla breve: passato l'otto marzo e svanita sia la festa che i fiori di mimosa, ho preparato un estratto alcolico dei medesimi e qualche soluzione a diluizione crescente (1 g/l e 100 mg/l e altre di acido borico H3BO3) ed ho eseguito il test di Robin come citato dal Molinari.
Grazie a San Google (per quanto lo si ringrazi non sarà mai abbastanza) avevo anche trovato il seguente estratto bibliografico a corroborazione del primo, che anche in questo caso è un semplice trafiletto:

WILFRED W. SCOTT
A MANUAL OF ANALYTICAL METHODS...
NEW YORK 1917


Traduco: -"Prova di Robin per il boro. Ad alcune gocce di soluzione acquosa in esame (leggermente acidificata con HCl) si aggiungono due gocce di tintura di fiori di mimosa e la miscela è evaporata a secchezza a bagnomaria. Il residuo viene trattato con ammoniaca diluita, al che in presenza di acido borico si sviluppa un colore dal rosa al rosso sangue in funzione della quantità presente. L. Robin sostiene che meno di 0,0001 milligrammi possono essere rilevati in presenza di nitrati, cloruri, ioduri o calcio solfato. Acidi organici e fosfato di sodio interferiscono. Il reagente viene preparato dall'estrazione dei fiori di mimosa con alcool etilico e l'estratto viene conservato protetto dalla luce".


I risultati delle prove (ne ho fatte molte) si vedono sulla piastrina a pozzetti, tenendo presente che dopo l'evaporazione a secchezza rimane un residuo solido marroncino dell'estratto colorante (anche nella prova in bianco ovviamente) che disturba un po'.
Ho condotto il test in questo modo: in ciascun pozzetto 5 gocce di soluzione contenente il boro (nel primo pozzetto acqua distillata come bianco), una goccia di tintura di mimosa e una di HCl molto diluito.
Dopo l'evaporazione ho aggiunto velocemente ad ogni pozzetto mezzo ml di ammoniaca al 20%; la colorazione rosso sangue è istantanea ma dura poco, dopo un minuto già svanisce.

A secco

A secco, dopo evaporazione, i pozzetti sembrano quasi uguali

Test di Robin

Dopo l'aggiunta di ammoniaca. Da sinistra a destra: prova in bianco, 100 mg/l, 1 g/, 2 g/l di H3BO3 - Il colore rosso non appare nel pozzetto di sinistra ma è arancio, la foto è poco fedele. Anche con quantità inferiori a 100 mg/l la colorazione rossa è evidente in presenza di boro.

                                 ...°°°OOO°°°...

Ho provato anche a fare molti dei test "a umido", cioè senza la noia dell'evaporazione; la reazione avviene comunque ma è meno sensibile.
Col primo metodo si svelano veramente tracce di boro, col metodo a umido già 100 ppm di H3BO3 sono al limite.
Faccio notare comunque che con 100 mg/l di H3BO3 la quanttà di boro elemento in 5 gocce è circa 0,009 milligrammi (!), e ciò basta a capire che la sensibilità del test di Robin è effettivamente grandissima.

Visto che bello?
Nonostante abbia cercato con discreto impegno, non sono riuscito a stabilire di che tipo sia il colorante dei fiori di mimosa.
Visto però che un reattivo importante e storico dell'acido borico è anche la curcuma (anch'essa gialla), mi viene il fondato sospetto che anche la mimosa contenga un colorante curcuminoide, e che il colore rosso prodotto sia un parente (ma potrei sbagliarmi) della rosocianina, formata dal complesso della curcumina con il boro.

Rosocianina

La formula della curcumina, con tutti quei doppi legami coniugati (deve essere un colorante per forza!) si deduce dalla rosocianina qui sopra; della formula della "mimosina" (nome di fantasia inventato sui due piedi) non ho finora notizia documentata, se non che il metodo funziona, che mi sono divertito a farlo e che lo dedico alle donne (così poco apprezzate in qualche altro ambiente "chimico") che casualmente e pazientemente leggessero fin qui.

Bravo sconosciuto L.Robin! Un riconoscente ammiratore ti manda un apprezzamento dopo un secolo abbondante... scommetto che non te lo aspettavi!

 
 
 

Sintesi della N-(2,4-dinitrofenil)-fenilammina

Post n°370 pubblicato il 10 Marzo 2017 da paoloalbert

Tempo fa, nel post n. 245, avevo preparato una quantità maggiore del solito (ca. 30 g) di 2,4-dinitroclorobenzene perchè avevo già allora l'idea di utilizzarlo come futuro intermedio... di un intermedio... di un intermedio... eccetera, fino ad arrivare...
Ecco il secondo intermedio della serie, la N-(2,4-dinitrofenil)-fenilammina, ottenuta grazie ad una favorita sostituzione nucleofila aromatica tra il cloro e l'anilina rispettivamente nei due reagenti in gioco.

La reazione è la seguente:

2,4-dinitrofenilammina


Materiale occorrente:

- 2,4-dinitroclorobenzene
- anilina
- etanolo
- vetreria opportuna

- porre in un pallone da 250ml 15 g di dinitroclorobenzene, 75ml di etanolo e 13 ml di anilina.
L'ammina è in forte eccesso perchè servirà anche ad assorbire l'HCl che si libera man mano dalla reazione formando il rispettivo cloridrato.
Appena aggiunta l'anilina la soluzione assume immediatamente una colorazione rosso-arancio.
Applicare al pallone un refrigerante a bolle e scaldare a piccola fiamma.

2,4-dinitrofenilammina

[*evidenzio anche in questo caso il mezzo di riscaldamento anacronisticamente adottato: il buon vecchio bunsen e una orrenda reticella decisamente da cambiare. Cose dell'altro mondo rispetto ai lab serissimi? Può darsi... però basta starci attenti e anche in uno sgangherato lab come il mio si riesce a fare con rustici mezzi (proprio come si faceva un tempo!) quasi quel che si vuole...*].

Dopo il pensierino espresso a voce alta il contenuto del pallone si sarà intanto riscaldato e quindi continuare il tranquillo riflusso; ad un certo punto si vedrà iniziare la formazione di una sostanza cristallina rossa che in una mezz'oretta quasi riempirà il pallone, come fosse tutto solidificato; eventualmente aggiungere un poco di etanolo.
Lasciar poi raffreddare, estrarre il prodotto con l'aiuto di una spatolina e filtrare su buchner.

La N-(2,4-dinitrofenil)-fenilammina è assai voluminosa e si filtra con la massima facilità anche comprimendola sul filtro.
Lavarla bene con numerose porzioni di qualche ml di etanolo freddo, il quale alla fine deve passare completamente incoloro ed avrà rimosso sia i reagenti in eccesso che l'anilina cloridrato formatosi.
Seccare all'aria il voluminosissimo prodotto, che si presenta sotto forma di leggeri cristallini sericei di un bel colore rosso arancio brillante.

2,4-dinitrofenilammina

E' una sintesi veramente di soddisfazione visiva come poche, perchè essendo il prodotto molto leggero, sembra tantissimo; la resa è stata di 16,5 g, pari all'82%.
La prossima volta circa metà di questa 2,4-DFFA subirà un ulteriore trattamento che la farà diventare un successivo intermedio verso la meta finale.

 
 
 

Intervallo - Recupero del bario

Post n°369 pubblicato il 03 Marzo 2017 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

Una volta i famosi Intervalli TV erano costituiti da pecorelle al pascolo e i sottofondi sonori più trasgressivi erano a base di arpa... pling...plong...pling... una nota ogni quarto d'ora.
Il mio intervallo di oggi è altrettanto riposante e riguarda il recupero del bario dal fallimentare esperimento della volta scorsa.
Ho aggiunto al liquido rimasto (dopo aver separato quello sputo di tioglicolato) un ragionevole eccesso di Na2CO3 sciolto in 150 ml di acqua, mescolato bene e lasciato sedimentare il carbonato di bario BaCO3 immediatamente formatosi.
Ho decantato e filtrato su buchner, lavato ben bene il prodotto e ottenuto a secco 9,2 g di un bel prodotto fine e bianchissimo.
La resa naturalmente è quantitativa.

Ora questo carbonato è  facilmente trasformabile in qualunque altro sale di bario e quindi almeno il catione non è stato minimamente sprecato nella sintesi precedente.

-Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma!- predicava quella buon'anima di Antoine-Laurent prima che gli tagliassero la testa.
E anche il mio bario l'ha preso in parola.

 
 
 

Sintesi dell'acido tioglicolico

Post n°368 pubblicato il 24 Febbraio 2017 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

Ahi, ahi, che titolo pretenzioso per una ciambellina senza buco!
Come si sa, ogni tanto piazzo qui anche le ciambelle mal riuscite e questo è uno di quei casi, fortunatamente non troppo frequenti, ma che è giusto documentare.
Ma partiamo dall'inizio.
Come ho detto qualche volta, mi piacciono i composti organici contenenti lo zolfo ed in modo speciale quelli che al posto del gruppo alcolico -OH hanno quello tiolico -SH; riscorrendo il libro di Gian Maurizio Reiner "Sintesi ed applicazioni dei reagenti organici" (Hoepli 1953) mi sono imbattuto (per l'ennesima volta) nella sintesi dell'acido tioglicolico, sintesi per la quale avevo comodi i reagenti.
-Questa volta lo faccio!- ho pensato, e così è stato... almeno nelle intenzioni.
L'acido tioglicolico (o meglio il vecchio "mercaptoacetico", che ricorda con più forza il puzzolente gruppo -SH) ha la semplice formula HS-CH2-COOH, dove un idrogeno metilico dell'acido acetico è sostituito non dall'-OH (acido glicolico) ma dall'-SH di cui sopra.

Per farla breve, riassumo quanto dice il Reiner riguardo le caratteristiche e la procedura di sintesi.
L'acido tioglicolico è un liquido maleodorante (e non poteva essere altrimenti) bollente a 108° a 16 mmHg, solubile in acqua e nei comuni solventi, stabile allo stato di sali; all'aria si ossida facilmente ad acido ditioglicolico HOOC-CH2-S-S-CH2-COOH e forma alcuni sali poco solubili, come quello d'argento e di bario (circa 1% in acqua a 20°).
Si prepara (o devo dire: si preparerebbe?) come segue:

-50 g di acido monocloroacetico Cl-CH2-COOH vengono sciolti in 25 ml di acqua ed a soluzione ottenuta, sotto buona agitazione, vengono aggiunti goccia a goccia 480 ml di una soluzione al 15% di potassio solfidrato KHS.
Terminata l'aggiunta si scalda a b.m. a 70-80° e si aggiunge alla soluzione calda una soluzione concentrata di 122 g di bario cloruro BaCl2.2H2O contenente 46 ml di ammoniaca al 25%.
Si raffredda e si lascia cristallizzare per 3-4 ore, aiutando la cristallizzazione con lo sfregamento delle pareti del becher con una bacchetta di vetro.

Vecchi sistemi ancora validi, e così ho fatto.
Unica variazione alla procedura (oltre a dividere per 10 le quantità) è stata la sostituzione del solfidrato di potassio con quello di sodio, NaHS, aggiustandolo secondo stechiometria (5,6 g contro 7,2).
La reazione bruta è semplice: il gruppo -SH del sale va a sostituire il cloro dell'acido formando cloruro alcalino e ac. mercaptoacetico, poi precipitato come sale di bario poco solubile.
Tutto bello in teoria, ma la sorpresa è stata che il sale di bario precipitato...è stato solo 0,7 g!
Me ne aspettavo una quantità superiore almeno di un ordine di grandezza e ritengo che l'aver sostituito il sodio con il potassio sia del tutto ininfluente.
E allora? Da cosa è dipeso questo irrisorio rendimento, da non meritare nemmeno una foto?
Finora non lo so; bisognerebbe che qualche altro sperimentatore volonteroso replicasse la sintesi, ma in questi tempi di "Chimici sperimentali da tastiera" ciò appare assai improbabile.
Ma non dispero... butto l'amo nella ciotolina.

Ora dovrei, per completare la sintesi, trattare il tioglicolato di bario con acido solforico, precipitare e separare il BaSO4 (questo sarebbe banale), estrarre l'acido organico reso libero con etere, evaporare l'etere e distillare a pressione ridotta il tioglicolico... così, tanto per vedere che faccia ha e se davvero spande nell'aria i suoi odorosi -SH
Ovviamente con meno di un grammo di sale di bario la questione nemmeno si pone perchè la resa finale sarebbe esattamente uguale a zero.
E allora mi tengo come ricordino un pizzico di mercaptoacetato di bario, che come dimensioni non è certo una ciambella ma almeno un biscottino microscopico testimone di qualcosa da appurare.
Prima ipotesi: ho commesso qualche errore durante la procedura? Può essere.
Seconda ipotesi: colpa del Reiner che ha riportato una procedura non ben collaudata? Meno probabile, ma può essere.

I tioglicolati, per la loro azione su peli e capelli (rompono i ponti disolfuro della cheratina) sono usati sia come prodotti nelle composizioni per le "permanenti" delle signore (sale di ammonio) sia come agenti depilatori nell'industria della concia delle pelli (sale di di calcio).

 
 
 

La pila Daniell

Post n°367 pubblicato il 10 Febbraio 2017 da paoloalbert

Mi ero fatto fare da un artigiano ceramista, tempo fa, un bel bicchierino di materiale poroso da usare in esperienze di elettrochimica.
Un setto poroso è in pratica un separatore che impedisce (o almeno cerca di farlo) il mescolamento fisico di due soluzioni diverse che si trovano sulle sue facce opposte ma che non si oppone al passaggio degli ioni da una parte e dall'altra.
In parole povere le cariche elettriche lo possono attraversare facilmente, mentre altrettanto non avviene per i liquidi che costituiscono le soluzioni ioniche.
Ho pensato che uno dei primi usi che avrei fatto di questo oggettino in ceramica non verniciata sarebbe stata la costruzione di una pila Daniell, più o meno come la si vede su quel meraviglioso libro della mia bisnonna, lo Squinarol del 1898, di cui ho già parlato e che gelosamente conservo.
Ecco una di quelle suggestive immagini al tratto e relativo commento, come appaiono sul libro dell'esimio professore di Rovereto.

 

Testo ed immagini, non c'è bisogno di sottolinearlo, sono anni luce lontane dal nostro tempo e proprio per questo suggestive.
Cercando in rete (o sui libri!) si trova tutto quello che si vuole sulle pile, sulla Daniell, sull'elettrochimica, sui potenziali di ossidoriduzione interessati a questa esperienza... eccetera, eccetera... quindi non spenderò una parola in più: diamoci da fare in pratica.

Con l'ausilio di un tubo di ferro ed una morsa ho piegato a forma di semicilindro del diametro di 50 mm una spessa piastrina di zinco, che costituirà l'elettrodo negativo.
Allo stesso modo ho trattato una lamina di rame per l'elettrodo positivo, ottenendo un cilindro di 30 mm di diametro.
Il mio setto poroso ha un diametro di 40 mm, quindi lo zinco lo circonderà all'esterno ed il rame all'interno.
I tre elementi saranno contenuti a loro volta in un becher da 250 ml.


daniell 2  daniell 3


L'anodo al quale avviene l'ossidazione (lo zinco) ed il catodo al quale avviene la riduzione (il rame) devono essere immersi in una soluzione di un loro sale e quindi ho preparato due soluzioni concentrate (circa 1M), rispettivamente di solfato di zinco ZnSO4.7H2O e di solfato di rame CuSO4.5H2O.
La prima riempirà l'intercapedine tra il becher ed il setto poroso e la seconda troverà posto all'interno.

NOTA:
-sui libri di chimica moderni (esclusivamente teorici) e nelle esperienze scolastiche la pila è sempre rappresentata da due soluzioni saline contenute ognuna nel suo contenitore ed il passaggio ionico tra una e l'altra è realizzato con un "ponte salino" contenuto in un tubetto di vetro piegato ad U con le estremità immerse nei due bicchieri.
Se in teoria il sistema funziona, in pratica questo accrocco ha una resistenza interna tanto elevata da rendere la pila capace di generare solo pochi milliampere.
Ho verificato che anche il mio setto poroso lascia a desiderare (pori troppo piccoli), ma che se è fatto bene la superficie di passaggio ionico è grande e la resistenza interna piccola, fermo restando l'identico principio di funzionamento.
Fine della nota.

Immersi i due elettrodi, ecco quanto mi devo aspettare (dalla tabella dei potenziali elettrochimici):

E = E0 (Cu2+/ Cu) - E0 (Zn2+/ Zn) = 0.34 - (- 0.76) = 1.1 volt

Riempiamo la cella con tutti gli elementi e andiamo a verificare con il voltmetro: 1,023 volt, 80 mV scarsi di differenza.

daniell 4  daniell 5


Questo naturalmente a circuito aperto; a circuito chiuso le cose cambiano perchè entra in gioco la resistenza interna della pila e altri fattori.
La pila è costituita da un singolo elemento da poco più di un Volt, che è una tensione troppo piccola per far funzionare qualsiasi utilizzatore; nel caso specifico non è possibile accendere nemmeno un LED, che ha una tensione di soglia minima (LED rosso) di circa 1,6 volt.
Occorrerebbe collegare in serie più elementi di pila, come si faceva una volta, per ottenere la tensione voluta.

Se la pila di John Daniell fu inventata nel 1836, voglio ricordare con ammirazione Sir Humphry Davy, che nella prima decade dell'ottocento riuscì ad isolare il sodio, il potassio, il calcio, lo stronzio, il bario ed il magnesio per elettrolisi, utilizzando addirittura le primitive (nel senso più letterale del termine) pile di Volta, dal bassissimo rendimento.
Un blocchetto del relativo idrossido umido, un piccolo pozzetto con del mercurio, un filo di platino... e via con la corrente, fino ad ottenere un'amalgama, magari di potassio!
Prima o poi provo a ripetere l'esperienza di Sir Humphry, garantito!

 
 
 

Preparazione del Triossalocromato di potassio

Post n°366 pubblicato il 21 Gennaio 2017 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

In Inorganic Syntheses mi sono imbattuto nella preparazione di un sale che avevo già provato a fare qualche anno fa, basandomi su un'altra fonte e con esiti allora abbastanza infelici.
La sostanza in oggetto è formata dal catione potassio legato all'anione complesso del cromo con l'acido ossalico.
Ecco la "bruta" reazione sperimentale in gioco:

7 H2C2O4 + 2 K2CO3 + K2Cr2O7 --> 2 K3[Cr(C2O4)3] + 6 CO2 + H2O

Il cromo esavalente del bicromato viene ridotto a Cr(III) e complessato dall'ossalico; fortunatamente i coprodotti della reazione sono solo acqua e gas, quindi automaticamente separabili dal prodotto principale.
Ho cercato di rispettare per quanto possibile la stechiometria nei reagenti, in modo da avere alla fine (o almeno cercare di avere...) un prodotto accettabilmente puro.
Variando opportunamente (anche in maniera significativa) le procedure è possibile ottenere il medesimo tipo di sali complessi sostituendo il cromo con i metalli alluminio, ferro e cobalto, ottenendo triossaloalluminati, triossaloferrati e triossalocobaltati, con la formula generale [M(C204)3]3- , ognuno con tre molecole di acqua di cristallizzazione.
Nel nostro caso si otterrà alla fine K3[Cr(C2O4)3].3H2O

Materiale occorrente

Acido ossalico diidrato HOOC-COOH.2H2O
Potassio ossalato monoidrato KOOC-COOK.H2O
Potassio dicromato K2Cr2O7

-Ad una soluzione di 2,3 g di potassio ossalato monoidrato, di 5,5 g di acido ossalico diidrato in 80 ml di acqua, si aggiungono a piccole porzioni e mescolando vigorosamente, 1,9 g di potassio dicromato.
Si nota durante l'aggiunta il cambiamento di colore del bicromato da arancio a verdastro scuro e lo svolgimento di anidride carbonica.
Quando la reazione tende a finire, scaldare e poi evaporare fino ridurre il volume del lquido a circa un decimo di quello di partenza.
La fonte diceva di evaporare fin quasi a secchezza, ma vista l'esperienza precedente (principalmente al fine di non ottenere una polveraccia verdastra) ho preferito fermarmi prima per avere un prodotto ben cristallizzabile, al costo inevitabile di peggiorare la resa dal momento che il complesso è solubilissimo in acqua.
Lasciando raffreddare molto lentamente e poi una notte a riposare al freddo (di questa stagione ciò non costituisce un problema!) il potassio triossalocromato cristallizza in bei prismi di un verde scurissimo, quasi neri, dei quali le misere immagini fotografiche rendono poca giustizia.

 

K triossalocromato

 

La resa è stata scarsina come previsto, 4,5 g pari a circa il 67%, ma stavolta il risultato è stato indubbiamente migliore.
E così abbiamo fatto e visto anche questo complesso... ulteriore e semplice soddisfazioncina per chi ama la chimica sperimentale.

 
 
 

L'Acido borico, H3BO3

Post n°365 pubblicato il 08 Gennaio 2017 da paoloalbert
Foto di paoloalbert

Passando dalla zona delle Colline Metallifere toscane, dopo San Galgano ed il suo ferro trovato per caso (post n. 361), ho voluto vedere l'originale acido borico di Larderello.
Si entra gratuitamente (!) nel bel museo della geotermia, sito nel palazzo che fu di Jacques de Larderel, l'industriale francese dal quale la singolarissima località prende il nome.
Singolarissima è dir poco, perchè non capita tutti i giorni di attraversare una zona nella quale, dalle colline circostanti e da tutte le direzioni, arrivano serpentoni metallici che hanno succhiato preziosissima energia dalla terra.
Come un nugolo di zanzare giganti che piantano nelle vene delle colline i loro pungiglioni e convogliano tutte insieme i fluidi estratti verso la pancia di un enorme insaziabile insetto, la centrale geotermica, che li elabora, li digerisce e li espelle.
Uno dei prodotti di questa "espulsione" è l'acido borico.
Provate a sorvolare da vicino la Valle del Diavolo con Google Maps, è una meraviglia!

 

Acido borico Larderello


Per curiosità ecco quanto scriveva nel 1918 il prof. Ettore Molinari (ved. post n. 317) nel suo librone "Chimica inorganica":

- Nelle Maremme toscane e specialmente a Larderello e paesi vicini, da alcuni crepacci del terreno escono dei soffioni di vapor d'acqua molto caldi chiamati anche fumaroli, che contengono una piccola dose di acido borico insieme a CO2, NH3, H2S e alquanto solfato ammonico.
Condensando questi vapori in vasche d'acqua (lagoni) e concentrando la soluzione diluita (2%) si separa dell'acido borico cristallizzato.
In questi ultimi anni mercè gli studi del prof. Nasini la lavorazione dei prodotti di quei soffioni è stata resa più razionale, utilizzando anche il calore di quei vapori e lavorando l'acido borico sino all'ultima raffinazione.
A Larderello i soffioni boraciferi hanno una pressione di 2-3 atmosfere ed una temperatura di 150-190 gradi.
In Toscana si trova dell'acido borico cristallino nel terreno col nome locale di Sassolino. Allo stato di borato sodico (tinkal) abbonda nel Thibet e in California. ...
L'acido borico si usa in gran quantità in medicina (specialmente in oculistica) come buono, ma blando, antisettico; se ne consuma molto abusivamente per conservare le sostanze alimentari (conserve di legumi, di pomidoro, ecc.).
Scaldato a lungo a 80-100° perde una molecola d'acqua e forma acido metaborico (HBO2).

Così brevemente il Molinari a proposito di questo simpatico acido; ricordo, a conferma di quanto afferma il grande Ettore, che la mia vecchia nonna teneva sempre nel suo armadio una bottiglia di "acqua borica" (una soluzione al 3% di H3BO3), che usava appunto come blando disinfettante oftalmico.
(Sono tuttavia sicuro che la buon'anima non l'ha mai usato per conservare nè legumi nè "pomidoro").
Lo acquistava in farmacia, in certe bustine verdi contenenti 30 grammi di H3BO3, rigorosamente provenienti dalle officine di Larderello, da sciogliere in un litro di acqua bollita.
Con pochissime lire si aveva... una quantità industriale di collirio!
Che funzionasse più o meno come quei costosissimi e blandi flaconcini moderni da qualche ml? Mi resta il dubbio...

Per la ricerca analitica dell'acido borico esiste anche un singolare metodo che voglio provare, ma la prova la posso fare solo in primavera (a suo tempo si scoprirà perchè).
Spero di ricordarmene fra qualche mese.

 
 
 

Solstizio di dicembre 2016

Post n°364 pubblicato il 21 Dicembre 2016 da paoloalbert

Oggi è il solstizio d'inverno, il sole splende e da domani splenderà un pelino più a lungo!
Magnifica notizia!

Ci sono invece, nella foto di questa imprecisata giornata di dicembre, sette gradi sotto zero e la brina si è cristallizzata su tutto ciò che ha trovato... il prato, un paio di vecchie piante di marasca e i castagni... ed il colore verdastro rende l'idea del freddo che c'era qualche giorno fa attorno al mio lab chimico ormai quasi semicristallizzato anch'esso.

 

Dicembre 2016

 

Sarebbe il tempo ideale per delle magnifiche diazotazioni "on the rocks" (la materia prima per tenere ghiacciato l'ambiente di reazione non mancherebbe!) ma mancano i reagenti, quelli inediti, bellissimi, interessanti e costosi, che ho deciso di non rinnovare.
E per adesso accontentiamoci quindi di guardar fuori, che è già di per sè una gran soddisfazione.


B  U  O  N      N  A  T  A  L  E     E     B  U  O  N     A  N  N  O  !

 
 
 

Coincidenze cosmiche e numerologiche

Post n°363 pubblicato il 12 Dicembre 2016 da paoloalbert

Ovvero la NON-piramide magica che suona un concerto mirabile di corrispondenze numeriche, cosmiche ed esoteriche.
Finora sembra tutto criptico, ma vedrete che è più semplice di quanto può apparire.

Vicino al mio lab c'è da tanti anni una casetta di legno, una di quelle casette in miniatura che chi ha un orto e un pezzo di prato da coltivare ci tiene gli attrezzi da lavoro.
Io ci tengo, fra le altre cose, anche una vanga e un forcone (più tardi si capirà la fondamentale importanza di questi due oggetti).
Per inquadrare esattamente il discorso che andrò a fare occorre precisare quanto segue:

la larghezza di questo "mini-edificio" è 156 cm
la sua lunghezza è 178 cm
la sua altezza, escluso il tetto, è 167 cm
la larghezza della semifalda del tetto è 105 cm
la lunghezza della falda è 235 cm
le assicelle di rivestimento sono larghe 11 cm
l'altezza della finestra è 50 cm
il bancalino della finestra è largo 5 cm
lo spessore del bancalino della finestra è 3,5cm
l'angolo del tetto con l'orizzonte è 25 gradi
la larghezza della porta è 52 cm
l'altezza della porta è 160 cm
il numero di cardini della porta è 2
il manico della vanga misura 134 cm
il manico del forcone misura solo 128 cm


Immediatamente sotto si capirà perchè dovevo essere così pedantemente esatto e rigoroso nelle misure della casetta e degli annessi; con misure anche leggermente differenti tutto il ragionamento che segue collasserebbe impietosamente, come un big-crunch in miniatura.
Si capirà come la minima imprecisione implichi, in casi come questi, la fine della teoria intera; in parole povere un disastro.

Ma dove sta l'arcano? Dove diavolo voglio andare a parare? Di cosa sto blaterando?
Un attimo ancora e siamo arrivati.
Se si ha l'accortezza (e un po' di acume, mi si perdoni l'immodestia) di guardare non solo davanti ma anche un po' di sbieco quegli aridi numeri, osserviamo quanto segue:

-la lunghezza della falda del tetto è uguale al peso atomico dell'isotopo fissile dell'uranio (235)!

-la differenza tra la lunghezza e l'altezza corrisponde al numero di protoni del vanadio (23).

-il rapporto tra il perimetro della base e lo spessore del bancalino della finestra è incredibilmente uguale al raggio atomico del tallio! (191, in angstrom)

-sottraendo dal rapporto tra l'area del tetto ed il suo perimetro la tripla larghezza delle assicelle di rivestimento si ottiene il Volume molare standard (22,4 litri).

-la differenza tra le lunghezze del manico della vanga e quella del forcone moltiplicata per 10^23 fornisce la costante di Avogadro, numero di particelle in una mole di qualsiasi sostanza (6*10^23).

-sommando alla differenza di cui sopra l'altezza della finestra si ottiene il peso atomico del Ferro (56, elemento fondamentale sia per la vanga che per il forcone).

[- a proposito di forconi, sottraendo il numero dei cardini della porta al perimetro di base si ottiene (mi vergogno a dirlo) il numero della Bestia (666)...]

-la somma dei tre elementi: perimetro di base, perimetro del tetto e lunghezza della falda del tetto fornisce l'anno della morte di Lavoisier!

-moltiplicando il seno dell'angolo del tetto per il suo coseno, per pigreco e per l'altezza della porta si ottiene il peso molecolare dell'osmio!

-il quadrato dell'altezza della finestra espesso in cubiti ebraici antichi (dividere per 44,4) è incredibilmente vicino al punto di ebollizione dell'acetone (56)!

-associando i tre elementi fondamentali delle sostanze organiche (C-H-O) ai tre numeri decimali (466) della tangente dell'angolo del tetto otteniamo una bella molecola: C4H6O6, l'acido tartarico!

-ed infine (ma questo è banale), la differenza tra l'altezza e la larghezza della porta corrisponde alla distanza di Venere dal Sole in milioni di km.

-e, proprio per concludere in gloria, il cubo della misura delle assicelle sommato al lato della falda del tetto e alla misura del bancalino della finestra fornisce... fornisce... non ci crederete ma è vero... la data della Battaglia di Lepanto (1571)!!!

Converrete con me che è pazzesco, semplicemente pazzesco.

Ho scoperto (e ne sono sconvolto) che la mia casetta per gli attrezzi (nella quale tengo anche qualche bidone di terra concimata) è una fonte infinita di quelle notizie che possono essere espresse con un numero, cioè praticamente quasi tutto ciò che si definisce scientifico!
Dai miei bidoni di concime posso estrarre quasi tutto lo scibile cosmico, vi rendete conto?
Voglio sapere per sfizio quanti mille isomeri ha il 4,4,7,9-tetrametilpentadecano?
No problem, qualche calcoletto e li trovo.
Voglio sapere quanti erano "esattamente" i lanzichenecchi del Sacco di Roma del 1527, ma solo quelli mancini?
Nulla di più facile per la mia casetta, basta saperla prendere per il verso giusto.
Ovviamente dovrò fare più misure... il volume dei bidoni di concime... la spaziatura fra le branche del forcone... l'orientamento verso la Stella polare... eccetera, eccetera.

Numerologia, sei forte! Da oggi ti tengo e ho il Sapere Universale in tasca!

 

casetta esoterica

La casetta magica con alcuni attrezzi esoterici divinatori: Vanga, Forca, Forcone.
Rastrello, zappa e concime all'inteno.

 
 
 
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