Laboratorio di chimica in casa/Idrossido di tetraamminorame

Sommario

L'idrossido di tetraamminorame o reattivo di Schweizer è un composto di coordinazione in cui un atomo di rame(II) è legato covalentemente a quattro molecole di ammoniaca formando l'anione [Cu(NH₃)₄]²⁺ che in questo sale trova come controioni due OH^-.
Tale complesso è stabile in soluzione acquosa, dove è legato anche con due molecole d'acqua ([Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺) mentre allo stato solido è stabile solo in aria ricca di ammoniaca, umida e a basse temperature. Esposto all'aria secca perde velocemente ammoniaca ed acqua tornando Cu(OH)₂. Il composto non è sensibile alla luce solare.

Sintesi principale

Il reattivo di Schweizer è facilmente sintetizzabile sciogliendo l'idrossido rameico in ammoniaca diluita.

Cu(OH)_{2 (s)} + 4 NH_{3 (aq)} → [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺_(aq) + 2 OH^-_(aq)

Reazioni

Le soluzioni concentrate di reattivo di Schweizer sono fortemente basiche: sciogliendo l'idrossido rameico in ammoniaca 6M fino a soluzione si ottiene una soluzione così basica che il corpo di fondo Cu(OH)₂ si disidrata a CuO spontaneamente a temperatura ambiente.

Cu(OH)₂ ${\xrightarrow {OH^{-}}}$ CuO + H₂O

Cristallizzazione

Tramite essiccazione

È possibile ottenere il complesso allo stato solido disidratandolo in un contenitore chiuso con un composto essiccatore in questo modo:

• Il contenitore deve essere sigillato e composto di materiale inerte come vetro o acciaio inox. Non deve venire corroso dall'ammoniaca.
• Il composto disidratante deve essere inerte nei confronti dell'ammoniaca (basica). Vanno bene sali di metalli del primo gruppo e di ammonio come NaOH, Na₂SO₄, LiCl, KOH, (NH₄)₂SO₄, K₂CO₃; ossidi di metalli alcalino-terrosi come CaO ed MgO e gel di silice SiO₂. Lo scopo è quello di far evaporare l'acqua e far assorbire l'umidità in un composto disidratante senza far evaporare l'ammoniaca.
• L'evaporazione può essere condotta a basse temperature o sotto luce solare. In entrambi i casi l'evaporazione richiederà molto tempo (diverse settimane per 100 ml a 40 °C al sole); più sarà alta la temperatura maggiore sarà la velocità di evaporazione, tuttavia la cristallinità del precipitato sarà minore.
• Va aggiunta una piccola quantità di ammoniaca in eccesso per creare quel leggero aumento di pressione che terrà l'ammoniaca attaccata al rame allo stato solido. Per ottenerla è possibile far cadere qualche goccia di ammoniaca concentrata sul sale disidratante appena prima di chiudere il contenitore, oppure si può introdurre nell'essiccatoio un tappo contenente qualche decimo di grammo di una miscela di NaOH ed un sale di ammonio (NH₄Cl/(NH₄)₂SO₄) solidi bagnanti con qualche goccia d'acqua per iniziare la reazione.

Il contenitore non dovrà mai essere aperto fino a completa essiccazione del sale. Una volta seccato, il complesso andrà tenuto in un contenitore sigillato con un po' dell'atmosfera ammoniacata dell'essiccatore oppure con qualche goccia d'acqua per impedire che evapori l'NH₃.

Tramite precipitazione

I composti di tetraamminorame sono insolubili nei solventi organici. Si può far precipitare il complesso solido addizionando ad una soluzione di reattivo di Schweizer dell'etanolo concentrato o dell'acetone. Questo genererà un precipitato pulverulento.

Sicurezza

Il reattivo, sia solido che in soluzione, rilascia fumi di ammoniaca che sono irritanti per occhi e vie respiratorie.