Utente:Riccardo Rovinetti/Sandbox 27: differenze tra le versioni
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L'[[w:Acciaio inossidabile|acciaio inossidabile]] o inox è una famiglia di leghe a base di [[w:Ferro|ferro]], [[w:Cromo|cromo]], [[w:Carbonio|carbonio]] ed altri metalli in tracce, utilizzate per produrre utensili resistenti alla corrosione. <br />
La lega inossidabile più comune in ambiente domestico è l'[[w:AISI 420|AISI 420]], utilizzata per creare per creare posate, utensili da taglio, componenti idrauliche (valvole, rubinetti, carburatori ecc.) e parti di elettrodomestici. La sua composizione (P/P) è la seguente: [[w:Ferro|ferro]] 85.617%, [[w:Cromo|cromo]] 13.0%, [[w:Carbonio|carbonio]] 0.45%, [[w:Manganese|manganese]] 0.50%, [[w:Silicio|silicio]] 0.40%, [[w:Fosforo|fosforo]] 0.03% e [[w:Zolfo|zolfo]] 0.003%. L'[[w:AISI 430|AISI 430]] ha impieghi e composizione simile all' AISI 420, ma ha un maggior tenore di cromo (16.70%).<br />
Le altre leghe reperibili in casa possono avere un tenore di cromo leggermente più alto o più basso (dall'11% al 18%) con tracce di altri materiali quali [[w:Nichel|nichel]] e [[w:Molibdeno|molibdeno]]. Queste leghe sono tutte [[w:Ferromagnetismo|ferromagnetiche]].<ref>Schede tecniche: [http://www.cogne.com/schedeprodotti/bars/grade/410_2.pdf AISI 410], [http://www.cogne.com/schedeprodotti/bars/grade/420c1.pdf AISI 420], [http://www.cogne.com/schedeprodotti/bars/grade/430_1.pdf AISI 430], [http://www.cogne.com/schedeprodotti/bars/grade/440C.pdf AISI 440].</ref><br />
Da queste leghe è possibile estrarre cromo relativamente puro in quantità convenienti.<br />
''Attenzione:il metallo cromato non è l'acciaio inox, e non vanno utilizzati pezzi di metallo [[w:Cromatura|cromati]], bensì utensili composti da [[w:Martensite|lega martensitica]].''
==Estrazione del cromo==
Gli oggetti di casa da cui estrarre il cromo possono essere posate o componenti di elettrodomestici rotti.<br />
La prima cosa da fare è sciogliere gli utensili inox in [[w:Acido solforico|acido solforico]]. Va bene sia acido concentrato che acido per batterie, e la temperatura può essere quella ambiente, ma la reazione viene accelerata se condotta in acqua bollente.<ref>Quest'ultima modalità è sconsigliata poiché la reazione procede abbastanza velocemente già a temperatura ambiente con acido diluito, e scaldando la soluzione si producono vapori acidi e schizzi d'acqua (prodotti dalle bollicine di idrogeno) dannosi per la persona e per gli oggetti circostanti.</ref><br />
Le reazioni che avvengono sono le seguenti:<ref>I numeri riportati non sono i coefficienti stechimetrici dei composti ma le loro percentuali in P/P sul totale dei reagenti/prodotti di reazione.</ref>
Fe<sub>85.617</sub>Cr<sub>13.0</sub>Mn<sub>0.5</sub>C<sub>0.45</sub>Si<sub>0.4</sub>P<sub>0.03</sub>S<sub>0.003</sub> (s) + H<sub>2</sub>SO<sub>4 (aq)</sub> → 85.617% FeSO<sub>4 (aq)</sub> + 13% Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3 (aq)</sub> + 0.5% MnSO<sub>4 (aq)</sub> + 1.18% {Si + C + S + P}↓
Il risultato è una densa soluzione nera con riflessi azzurri se messa controluce, più un precipitato nero di carbonio, silicio, zolfo e fosforo. La percentuale di acciaio che si scioglie è circa il 98.6%, mentre precipita solo lo 0,3% del materiale utilizzato. Tuttavia va scartato circa l'87% del soluto.<ref>Da adesso le percentuali in P/V sono quelle dei composti del ''soluto'', cioè del pezzo di acciaio meno l'1,18% di precipitato. Esse sono state calcolate in questo modo: <math>\frac{X%_1}{98.617}\!\times 100 = X%_2 </math></ref>
Alla soluzione si aggiunge ammoniaca, la quale avvia la seguente reazione:
86.82% FeSO<sub>4 (aq)</sub> + 13.18% Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3 (aq)</sub> + 5.07 MnSO<sub>4 (aq)</sub> + NH<sub>3</sub> → Fe(OH)<sub>2</sub>↓ + Cr(OH)<sub>3</sub>↓ + Mn(OH)<sub>2</sub>↓ + (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4 (aq)</sub>
In In questo modo si ottiene un precipitato di composto dagli idrossidi del soluto e dalle tracce di elementi precedentemente precipitati che non è stato necessario rimuovere. Questo precipitato è di colore verde dovuto agli idrossidi di Fe(II) e Cr(III), anche se può presentare tracce bianche di Fe(OH)<sub>2</sub> bianco.<br />
La stessa reazione si poteva ottenere aggiungendo NaHCO<sub>3</sub> o NaOH, ma quest'ultima non dev'essere aggiunta in eccesso per non solubilizzare Cr(OH)<sub>3</sub> che si scioglie in soluzione alcalina.
A questo punto la soluzione va filtrata, e va conservato il precipitato (anche il soluto se si vuole), che va sciacquato e messo in un recipiente pulito per l'ultimo trattamento.
A questo punto si può scegliere varie vie per estrarre diversi composti del cromo.
;Idrossido di cromo
Adesso che il precipitato è pulito lo si può immergere in una soluzione di NaOH concentrata. La concentrazione di quest'ultima dev'essere almeno 3 M (120 g/L) e ne vanno aggiunti minimo 75 ml ogni 100 grammi di acciaio utilizzato.<ref>L'idrossido di cromo, Cr(OH)3, entra in soluzione alcalina sotto forma di anione [Cr(OH)<sub>6</sub>]<sup>3-</sup>, quindi servono 3 mol di NaOH ogni mol di Cr(OH)<sub>3</sub> per sciogliere completamente il soluto (che non si scioglie a pH più bassi di 14). Per calcolare i millilitri di soluzione 3 M da aggiungere ogni 100 g di acciaio è stata seguita la seguente proporzione: ogni 100 g di lega AISI 410 contengono 13.0 g di Cr, cioè <math>\frac{13\!g}{52 \frac{g}{mol}} = 0.25\!mol </math>; quindi per solubilizzare queste 0.25 mol/hg servono 75 ml.</ref>
;Dicromato di sodio
==Video==
;{{en}} [http://www.youtube.com/watch?v=hRGJn7x3Qyw Make potassium dichromate from Stainless Steel]
==Altro==▼
Video in cui viene spiegato come produrre [[w:Dicromato di potassio|dicromato di potassio]] partendo da acciaio inox utilizzando reagenti domestici (nel video si usa candeggina a base di KClO al posto di NaClO, ma vanno bene entrambe).
==Capitoli correlati==
* [[Laboratorio di chimica in casa/Cromo|Cromo]]
* [[Laboratorio di chimica in casa/Elettrodi|Elettrodi]]
<references/>
[[Categoria:Laboratorio di chimica in casa]]
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