Laboratorio di chimica in casa/Estrazione del cromo dall'acciaio inox: differenze tra le versioni

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==Estrazione di composti del cromo==
Gli oggetti di casa da cui estrarre il cromo possono essere posate o componenti di elettrodomestici rotti.<br />
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[[File:Lug.'13 080 copia.png|right|80px]]
<li value=big>'''1.'''</big> 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 le quantità sono 1,78 mol di H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> ogni 100 g di lega, cioè 95 ml di acido 100% o 466 ml di acido al 30% per batterie (ma si consiglia di procedere in ''difetto'' di acido soprattutto per controllare l'esotermicità della reazione).<ref>I calcoli stechiometrici effettuati sono i seguenti: per 100 g di lega le moli dei diversi metalli sono le seguenti: <br /><math> \frac{85,617\;g}{55,85\;\frac{g}{mol}} = 1,53\;mol\ \xrightarrow[FeSO_4]{\times\;1\ H_2SO_4}\ 1,53\;mol </math> <br /><br /><math> \frac{13,0\;g}{52,0\;\frac{g}{mol}} = 0,25\;mol \xrightarrow[Cr_2(SO_4)_3]{\times\;\frac{2}{3}\ H_2SO_4}\ 0,16\;mol </math> <br /><br /><math> \frac{0,5\;g}{54,94\;\frac{g}{mol}} = 9,1\!\cdot\!10^{-3}\;mol \xrightarrow[MnSO_4]{\times\;1\ H_2SO_4}\ 0,09\;mol </math> <br /><br /><math> H_2SO_4\;tot = 1,78\;mol\ \xrightarrow{\times 98,09\;\frac{g}{mol}}\ 174,6\;g\ \xrightarrow[H_2SO_4 100\%]{:\;1,84\;\frac{g}{ml}} 94,89\;ml </math> <br />In questo modo sonostati calcolati i millilitri di soluzione di acido solforico concentrato. Per quelli in concentrazione del 30% P/P: <br /><math>\frac{174,6\;g\;\times\;100}{30} = 582\;g\ \xrightarrow{:\;1,25\;\frac{g}{ml}} = 465,6\;ml </math> <br />In questo modo dai grammi di acido e la concentrazione P/P sono stati ricavati i corrispettivi Kg di soluzione acquosa, in fine avendo la densità (tabulata [[Laboratorio di chimica in casa/Acido solforico|qui]]) dai chili sono stati ricavati i litri di soluzione.</ref> 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 stechiometrici dei composti ma le loro percentuali in P/P sul totale dei reagenti/prodotti di reazione.</ref><br />
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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 98.8%, mentre precipita solo lo 1.2% del materiale utilizzato. Tuttavia andrà 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><br />
[[File:Precipitato.jpg|right|200px250px]]
<li value=big>'''2.'''</big> Alla soluzione si aggiunge ammoniaca, la quale avvia la seguente reazione: <br />
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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 (aq)</sub> → 86.82% Fe(OH)<sub>2</sub>↓ + 13.18% Cr(OH)<sub>3</sub>↓ + 0.51% Mn(OH)<sub>2</sub>↓ + (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4 (aq)</sub> <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.<ref>[http://www.youtube.com/watch?v=IQNcLH6OZK0 Breve video dimostrativo].</ref><br />
[[File:Filtrazione.jpg|right|200px]]
[[File:Precipitato avanzato.jpg|left|200px]]
<li value=big>'''3.'''</big> La soluzione va poi 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. Si noti che il cambiamento di colore del precipitato durante la filtrazione è normale, ed è dovuto all'ossidazione dell'[[w:Idrossido ferroso|idrossido ferroso]] (colore blu-verde) che esposto all'ossigeno genera [[w:Idrossido ferrico|idrossido ferrico]].
 
<li value=4>A questo punto si può scegliere varie vie per estrarre diversi composti del cromo.
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<br clear="all"/>
 
<lidiv valuestyle=4"text-align:center;">'''A questo punto si può scegliere varie vie per estrarre diversi composti del cromo.'''</div>
 
===Idrossido di cromo===
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