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Saccarina: sintesi, proprietà

La saccarina: e scoperta

La saccarina è il primo dolcificante artificiale scoperto nel lontano 1879 dai chimici Ira Remsen e Constantin Fahlberg della prestigiosa Johns Hopkins University. Questo dolcificante ha un potere dolcificante molto elevato, circa 400 volte maggiore rispetto al comune saccarosio. Nonostante le sue qualità, la saccarina ha un leggero retrogusto amaro, motivo per cui spesso viene unita ad altre sostanze come l’aspartame per mascherarlo.

Sintesi della saccarina

La saccarina può essere sintetizzata seguendo diversi metodi, uno dei quali prevede l’utilizzo di toluene trattato con acido clorosolfonico. Successivamente, si ottiene una miscela di due isomeri di cloruri di solfonile che vengono separati per dare luogo alla formazione della saccarina.

Proprietà e utilizzo della saccarina

La saccarina è stabile in un intervallo di che va da 2 a 7 e a temperature fino a 150°C. Contrariamente agli zuccheri, non favorisce la comparsa delle carie. Questo dolcificante non fornisce calorie poiché non viene metabolizzato dall’organismo, rendendolo una scelta comune in prodotti ipocalorici, , prodotti alimentari e formulazioni per l’igiene orale.

La saccarina è comunemente usata dai diabetici come alternativa allo zucchero. Tuttavia, studi tossicologici hanno evidenziato un’incidenza di cancro alla vescica nei ratti, sebbene non ci siano prove che confermino un legame simile negli esseri umani. L’uso della saccarina è comunque approvato in molte parti del mondo.

pHmetro: funzionamento

Utilizzo e funzionamento del pHmetro per la misurazione del pH delle soluzioni

Il pHmetro è uno strumento fondamentale per determinare la concentrazione di ioni H+ presenti in una soluzione, fornendo una misurazione precisa del pH, grazie a un dispositivo elettronico chiamato pHmetro. Questo strumento è stato brevettato per la prima volta nel 1934 da Arnold Orville Beckman e da allora viene ampiamente impiegato in laboratori chimici e nella ricerca scientifica.

Principio di funzionamento


Il pHmetro si basa sul principio che quando un contenitore di vetro a setto poroso contenente un liquido con un certo pH viene immerso in una soluzione con diverso pH, si genera una differenza di potenziale a causa della variazione nella concentrazione degli ioni H+. Ogni unità di pH corrisponde a una differenza di potenziale di circa 0,059 V.

Componenti del pHmetro


La sonda del pHmetro è generalmente composta da un per misurare la differenza di potenziale, affiancato spesso da un elettrodo di temperatura. L’elettrodo a vetro moderno è composto da diverse parti, come il bulbo di vetro, l’elettrodo interno, una soluzione tamponata a pH 7, un ( o ), una soluzione di riferimento interna come il KCl 0.1 M, una giunzione in ceramica e il corpo dell’elettrodo in plastica.

Funzionamento e taratura


Il pHmetro è collegato a un voltmetro che fornisce il risultato in unità di pH anziché in volt. Il circuito del pHmetro include un amplificatore che converte la debole differenza di potenziale elettrico rilevata dalla sonda in unità di pH, centrandolo sulla scala di pH attorno a 7. Prima dell’uso, è necessario tarare il pHmetro immergendo l’elettrodo in una con pH noto e verificando che il valore misurato corrisponda. Di solito, sono usate tre soluzioni tampone (pH 7, pH acido, pH basico) per verificare la precisione dello strumento.

Il pHmetro è uno strumento indispensabile per gli studi chimici e le analisi di laboratorio, permettendo di determinare con precisione il pH delle soluzioni e monitorare le variazioni nell’acido-base.

Gruppo 5 (V, Nb, Ta e Db): reattività

Elementi del Gruppo 5: Caratteristiche e Proprietà

Il gruppo 5 della tavola periodica include di transizione appartenenti al blocco d, come il vanadio, , tantalio e dubnio. Mentre i primi tre elementi sono presenti in natura, il dubnio è un elemento radioattivo creato in laboratorio con proprietà ancora poco conosciute.

Configurazioni Elettroniche:
– Il vanadio, scoperto nel 1801 da Andrés Manuel del Río, ha una configurazione elettronica [Ar] 3d^3^4s^2^
– Il niobio ha una configurazione elettronica [Kr] 4d^4^5s^1^
– Il tantalio ha una configurazione elettronica [Xe] 4f^14^5d^3^6s^2^

Reattività e Formazione di Ossidi:
I metalli del Gruppo 5 sono reattivi e hanno alte temperature di fusione. Interagiscono con l’ossigeno per formare diversi ossidi. Ad esempio, il vanadio può formare VO, V^2^O^3^, VO^2^ e V^2^O^5^ con numeri di ossidazione rispettivamente +2, +3, +4 e +5. Il niobio forma NbO, NbO^2^ e Nb^2^O^5^ con numeri di ossidazione +2, +4 e +5, mentre il tantalio produce Ta^2^O^5^ con numero di ossidazione +5.

Interazioni con Altri Elementi:
Questi metalli reagiscono con gli elementi più pesanti del per formare calcogenuri binari, con il numero di ossidazione +4 nei composti più importanti. Essi formano anche nitruri, , boruri e idruri. In particolare, il carburo di tantalio ha un punto di fusione molto elevato e una notevole durezza.

In conclusione, gli elementi del Gruppo 5 presentano proprietà e comportamenti chimici distinti che li rendono fondamentali nella chimica dei . Se vuoi saperne di più su questo argomento, ti consiglio di approfondire la loro reattività e le applicazioni pratiche che derivano dalle loro peculiarità.

Smalti: proprietà, composizione

Origini e diffusione degli

Gli smalti sono una tecnica antica con radici nella civiltà micenea, diffondendosi successivamente nel Mediterraneo e nel Medio Oriente. I primi reperti conosciuti sono 6 anelli d’oro ritrovati in una tomba micenea a Cipro, risalenti al 1230 a.C. Inizialmente utilizzati per scopi decorativi, in seguito Celti e Romani iniziarono a utilizzare gli smalti anche per oggetti di uso quotidiano in bronzo.

Evoluzione e utilizzo degli smalti nel tempo

L’antica tecnica di smaltatura in Egitto, Cina e nell’impero romano prevedeva l’uso di fili sottili per delimitare le aree da riempire con vetro in polvere e colori diversi. Durante la cottura, gli ossidi metallici si fondevano con il vetro, conferendo al manufatto la colorazione desiderata. Nel corso dei secoli, gli smalti sono stati impiegati per decorare oggetti religiosi e, tra il XIX e il XX secolo, sono stati valorizzati dall’orafo sovietico Fabergé.

Proprietà e utilizzi contemporanei degli smalti

Gli smalti con una durezza tra 5.5 e 7.5 nella presentano eccellenti proprietà di resistenza al caldo, al freddo, agli shock termici, agli agenti atmosferici, alla e all’abrasione. Attualmente, vengono utilizzati per rivestire una vasta gamma di oggetti come pareti interne dei forni, vasche in ghisa, reattori chimici e padelle, grazie alle loro proprietà protettive.

Processo e composizione chimica degli smalti

Gli smalti sono ottenuti fondendo una miscela di materiali inorganici a temperature comprese tra 750 e 850 °C. La composizione chimica degli smalti varia a seconda dell’utilizzo e del supporto a cui sono applicati, potendo contenere fino a 20 componenti. Essi sono classificati in tre categorie funzionali: vetrificanti come SiO2 e B2O3, biossidi come ZrO2, CeO2 e TiO2, e sostanze fondenti che abbassano la temperatura di fusione e aumentano l’espansione termica. Inoltre, contengono ossidi di alcalino-terrosi come CaO o BaO.

Applicazioni e Utilizzi dello Smalto Vetroso

Nel settore della chimica, gli smalti vetrosi sono ampiamente impiegati per le loro numerose qualità, che vanno dalla resistenza chimica e termica alla versatilità in un’ampia gamma di pH. Questi rivestimenti vetrosi, lisci e durevoli, presentano caratteristiche come resistenza all’abrasione, all’usura e agli agenti chimici, oltre a durezza, colori brillanti e incombustibilità. Tuttavia, possono essere soggetti a incrinature o rotture in seguito a sollecitazioni.

Evoluzione dell’Utilizzo dello Smalto Vetroso

Oltre all’uso tradizionale a fini decorativi, negli ultimi anni vi è stata una crescente adozione dello smalto vetroso per applicazioni industriali, diventando il secondo mercato di consumo dopo quello degli elettrodomestici. L’impiego industriale dello smalto vetroso include serbatoi di acqua calda, silos, scambiatori di e contenitori chimici. Questi prodotti vengono scelti per le loro eccellenti proprietà tecniche e la capacità di essere diversamente colorati, offrendo anche un valore estetico e di design.

Proprietà e Vantaggi Tecnici dello Smalto Vetroso

Gli smalti vetrosi trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni industriali, grazie alla combinazione di proprietà quali resistenza chimica, termica e all’usura. Questi rivestimenti particolarmente versatili sono utilizzati in lavatrici, lavastoviglie, stufe, caminetti, cucine a gas ed elettriche, barbecue, quadranti di orologi, sanitari, pentole e altro ancora. La possibilità di personalizzazione dei colori consente di integrarli anche come elementi di design in diversi contesti.

Conclusioni

In conclusione, lo smalto vetroso rappresenta una soluzione versatile e duratura per un’ampia varietà di applicazioni, unendo caratteristiche estetiche e funzionali. Grazie alla continua evoluzione delle tecnologie e all’aumento della sua adozione in ambito industriale, il settore degli smalti vetrosi offre opportunità crescenti per lo sviluppo e l’innovazione.

Ossidazione di Corey-Kim: meccanismo

Ossidazione di Corey-Kim: un Metodo per Ottenere e

L’ossidazione di Corey-Kim prende il nome dagli scienziati Elias James Corey e Choung Un Kim ed è una reazione utilizzata per convertire primari e secondari in aldeidi o chetoni. Questa reazione coinvolge l’uso di N-clorosuccinimmide, dimetilsolfuro e trietilammina come reagenti.

Meccanismo dell’Ossidazione di Corey-Kim

Il processo inizia con l’ossidazione del dimetilsolfuro da parte della N-clorosuccinimmide, formando un intermedio noto come reagente di Corey-Kim, che agisce come elettrofilo. Successivamente, questo intermedio reagisce con l’alcool per formare un legame zolfo-ossigeno. Infine, l’addizione della trietilammina porta alla formazione di un zwitterione, che subisce un riarrangiamento per produrre il chetone o l’aldeide desiderati e dimetilsolfuro gassoso.

Applicazioni e Limitazioni

Sebbene l’ossidazione Corey-Kim consenta di operare a temperature superiori rispetto all’ossidazione di Swern, non è comunemente impiegata a causa dei problemi di selettività con substrati sensibili alla clorazione da parte della N-clorosuccinimmide. Inoltre, in presenza di alcoli allilici e benzilici, senza l’aggiunta tempestiva di trietilammina, si possono formare cloruri allilici e benzilici anziché aldeidi o chetoni.

Prospettive Future

Date le preoccupazioni sulla tossicità del dimetilsolfuro, sono in corso ricerche per individuare alternative più sicure. Alcuni gruppi di hanno iniziato a esplorare il dodecilmetilsolfuro come possibile sostituto efficace in questa reazione di ossidazione.

In conclusione, l’ossidazione di Corey-Kim rappresenta un’importante reazione di ossidazione nella sintesi di aldeidi e chetoni da alcoli primari e secondari, sebbene sia soggetta a limitazioni legate alla selettività e all’uso di reagenti potenzialmente tossici.

Disprosio: reazioni

Caratteristiche del Disprosio

Il disprosio è un elemento con numero atomico 66, configurazione elettronica [Xe] 6s²4f¹⁰ e appartiene alla serie dei , facente parte del 6° Periodo e del blocco f.

Scoperta e Storia

Il chimico francese Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran nel 1866 fece la scoperta del disprosio durante i suoi studi sui minerali contenenti erbio.
Il termine “disprosio” deriva dal greco δυσπρόσιτος, che significa difficile da ottenere. È stato isolato per la prima volta dal chimico canadese Frank Spedding negli anni ’50 del secolo scorso utilizzando tecniche di scambio ionico.

Produzione del Disprosio

Attualmente, il disprosio viene ottenuto principalmente dalla monazite, un minerale che contiene fosfati di come cerio, lantanio, torio, neodimio e ittrio. Viene separato per flottazione e successivamente trattato con fluoro o cloro per ottenere gli alogenuri corrispondenti. Questi alogenuri vengono poi ridotti con calcio o litio per isolare l’elemento.

e Applicazioni

Il disprosio è un metallo tenero e relativamente stabile che reagisce lentamente con l’ossigeno per formare l’ossido di disprosio (III). Inoltre, reagisce con l’acqua fredda e il vapore acqueo per formare l’idrossido di disprosio (III) e idrogeno gassoso.

Essendo parte delle terre rare, il disprosio è ampiamente utilizzato in applicazioni tecnologiche, come nei magneti permanenti ad alta coercività, nei dispositivi ottici e nei reattori nucleari.

In conclusione, il disprosio è un elemento importante con diverse applicazioni industriali e tecnologiche, essenziale per molte moderne innovazioni.

Diversi usi dei composti di disprosio

Il disprosio è un elemento chimico che viene utilizzato in vari campi per diversi scopi grazie alle sue particolari proprietà. Un esempio è la formazione degli alogenuri di disprosio attraverso la reazione generale: 2 Dy(s) + 3 X2(g) → 2 DyX3(s), dove X rappresenta gli alogenuri.

Applicazioni e utilizzi

Controllo nei reattori nucleari con Vanadio

L’elemento trova impiego nelle barre di controllo dei reattori nucleari, in particolare con il vanadio. Questo accoppiamento è fondamentale per il controllo della reattività nucleare in tali impianti e per garantirne la sicurezza.

Materiale per laser

Il disprosio è inoltre usato nella realizzazione di materiali per laser, che trovano applicazione in diversi campi come la chirurgia, la ricerca scientifica e l’industria.

Applicazioni nel settore energetico

Le leghe di neodimio e disprosio sono fondamentali per la produzione di magneti resistenti alla smagnetizzazione ad alte temperature. Questi magneti sono utilizzati in turbine eoliche e veicoli elettrici, svolgendo un ruolo determinante nella transizione verso un’ più sostenibile.

Utilizzo dell’ioduro

Lo ioduro di disprosio trova impiego nelle lampade a scarica ad alogenuri, permettendo loro di emettere una luce bianca molto intensa, ideale per l’illuminazione in diversi contesti.

Applicazioni nella ricerca scientifica

Il cermet di ossido di disprosio-nichel viene utilizzato nelle barre di controllo dei reattori nucleari per la sua capacità di assorbire neutroni senza subire variazioni significative di volume nel .

Studio delle reazioni nucleari

Infine, alcuni composti di disprosio con il cadmio vengono impiegati come fonte di radiazioni infrarosse per lo studio delle reazioni nucleari, contribuendo così alla comprensione di importanti fenomeni in ambito scientifico.

In conclusione, il disprosio, grazie alle sue peculiarità, riveste un ruolo chiave in diversi settori tecnologici e scientifici, contribuendo a promuovere l’innovazione e lo sviluppo in svariate discipline.

Acqua pesante: proprietà, usi

Acqua pesante: caratteristiche e utilizzi

L’acqua pesante, conosciuta anche come ossido di , è composta esclusivamente da deuterio ed è rappresentata con la formula 2H2O o D2O. Questa sostanza, differentemente dall’acqua comune che contiene protio, è presente in quantità molto limitate in natura. Poiché il deuterio è uno degli stabili dell’, anche l’acqua pesante non è radioattiva.

Storia e scoperta

Il chimico statunitense Gilbert Lewis, nel 1933, isolò per la prima volta l’acqua pesante, due anni dopo la scoperta del deuterio. Questo isotopo ha svolto un ruolo significativo nello studio della chimica e della fisica.

Gli isotopi dell’idrogeno

L’idrogeno si presenta in tre forme isotopiche differenti: il protio con un solo protone e nessun neutrone, il deuterio con un protone e un neutrone, e il trizio con un protone e due neutroni. Tra questi, il protio e il deuterio sono gli isotopi stabili più comuni, con il protio che costituisce circa il 99,985% e il deuterio lo 0,015% del totale.

Proprietà dell’acqua pesante

La sostituzione dell’idrogeno con il deuterio conferisce all’acqua pesante caratteristiche chimiche e fisiche differenti rispetto all’acqua normale. Ad esempio, ha una temperatura di ebollizione leggermente superiore (circa 101,4 °C) rispetto all’acqua comune. La sua produzione avviene tramite processi come la frazionata e il processo Girdler, che si basa su uno scambio isotopico tra H2S e H2O.

Usi dell’acqua pesante

L’acqua pesante trova diverse applicazioni, tra cui:

Moderazione dei neutroni

: nei reattori nucleari ad acqua pesante.

Solvente deuterato

: utilizzato in chimica per determinate .

Fonte di deuterio

: importante per ottenere isotopi marcati selettivamente.

Analisi spettroscopica

: utilizzata nella spettroscopia NMR per analizzare composti chimici.

Inoltre, dall’acqua pesante è possibile ottenere farmaci deuterati che, grazie alla diversa metabolizzazione rispetto ai farmaci tradizionali, offrono nuove possibilità terapeutiche. Alcuni di essi sono già stati approvati per l’uso clinico.

Alcool polivinilico: sintesi, usi

Scopri tutto sull’alcool polivinilico (PVA): sintesi, usi e proprietà

Proprietà e sintesi dell’alcool polivinilico (PVA)

L’alcool polivinilico (PVA) è un sintetico che si scioglie in acqua ma non nei . Questo polimero deriva dalla sostituzione dei gruppi acetati presenti nei polivinilacetati con gruppi ossidrilici. Al contrario degli altri , l’PVA non è preparato da monomeri ma da una reazione di altri polimeri. È inodore, non tossico, resistente a grassi, oli e solventi, e solubile in acqua. La sua duttilità e flessibilità, unitamente alla capacità di agire come barriera nei confronti di ossigeno e aromi, lo rendono un materiale prezioso.

La sintesi dell’alcool polivinilico implica l’idrolisi parziale o completa del polivinilacetato per eliminare i gruppi acetato e ottenere il PVA. Questo processo coinvolge la reazione del polivinilacetato con metanolo in presenza di idrossido di sodio.

Usi dell’alcool polivinilico (PVA)

L’alcool polivinilico è biodegradabile e biocompatibile, trovando applicazioni in diversi settori. Viene impiegato nel trattamento di tessuti e carta, conferendo maggiore resistenza ai filati tessili e rendendo la carta più resistente agli oli e ai grassi. Inoltre, viene utilizzato come componente di adesivi ed emulsionanti, film protettivo solubile in acqua e materiale di base per la produzione di altre resine.

Settori come la produzione di vernici protettive per , la conservazione di opere d’arte, e l’industria medica sfruttano le qualità dell’alcool polivinilico. In campo medico, è parte integrante delle lacrime artificiali per la secchezza oculare, mentre trova impiego nella produzione di capsule e nel campo chirurgico.

Nell’ambito degli imballaggi alimentari, l’PVA viene utilizzato per garantire una maggiore durata degli alimenti prevenendo l’ossidazione, grazie alla sua capacità di fungere da barriera contro l’ossigeno.

In conclusione, l’alcool polivinilico rappresenta un materiale versatile e dalle molteplici applicazioni, che grazie alle sue proprietà uniche trova impiego in settori diversi soddisfacendo esigenze specifiche di resistenza, protezione e biocompatibilità.

Alcool vinilico: sintesi

La scoperta dell’alcool vinilico, conosciuto anche come etenolo, nella nube interstellare di polvere e gas vicino al centro della Via Lattea, è stata resa possibile grazie al telescopio da 12 metri della National Science Foundation a Kitt Peak, in Arizona.

Sintesi dell’alcool vinilico

L’alcool vinilico può essere ottenuto dalla parziale idratazione dell’acetilene, seguendo la reazione: HC≡CH → CH2=CHOH. Un altro metodo di sintesi prevede l’eliminazione di acqua dal a 900°C e a bassa pressione, secondo l’equazione: HO-CH2CH2OH → CH2=CHOH + H2O.

In condizioni normali, l’alcool vinilico è in equilibrio tautomero con l’. L’equilibrio è spostato verso la forma più stabile di acetaldeide. Questa reazione può essere catalizzata dagli ioni H+ o OH- derivanti dall’autoprotolisi dell’acqua, o da processi fotochimici.

Ruolo nella formazione di acidi organici

Studi quantistici e simulazioni hanno evidenziato che gli , in particolare l’alcol vinilico, possono contribuire in modo significativo alla formazione di acidi organici nell’atmosfera.

I radicali ·OH si addizionano agli atomi di carbonio dell’alcool vinilico, producendo radicali ·CH2CH(OH) e HOCH2C·HOH. La cattura di O2 porta alla formazione del radicale perossilico ·O2CH2CH(OH), che si frammenta in e formaldeide, rigenerando il radicale ·OH.

Il radicale perossilico HOCH2C(OO)·HOH, meno stabile, subisce l’eliminazione di HO2· per produrre HOCH2CHO.

Conclusioni

L’alcool vinilico, composto labile con diverse possibilità di sintesi, svolge un ruolo chiave nella formazione di acidi organici atmosferici, con implicazioni significative per la chimica atmosferica. La sua presenza nelle nubi interstellari apre nuove prospettive di studio sulla chimica organica nello spazio.

Tulio: proprietà, reazioni, usi

Il tulio è un elemento chimico con numero atomico 69, appartenente alla serie dei lantanidi, al 6° periodo e al blocco f della tavola periodica degli elementi. Questo metallo non si trova in natura allo stato puro, ma spesso è presente in tracce in alcuni minerali insieme ad altri elementi delle terre rare come , lantanio, torio, neodimio e .

Scoperta e Caratteristiche del Tulio

Il tulio è un metallo duttile e tenero con una durezza che varia da 2 a 3 nella scala di Mohs. Il suo numero di ossidazione più comune è +3, ma può anche presentarsi con un numero di ossidazione +2. Viene ottenuto attraverso tecniche di scambio ionico o di estrazione con solventi, anche se può essere isolato riducendo il suo ossido.

Il tulio è stato scoperto nel 1879 dal chimico svedese Per Theodor Cleve, utilizzando il metodo simile a quello di Carl Gustaf Mosander che aveva isolato altri elementi delle terre rare come il lantanio, il e l’erbio. Inizialmente, Cleve scoprì due specie chimiche, chiamate holmia (ossido di olmio) e thulia (ossido di tulio), che successivamente si scoprì essere ossidi di elementi esistenti.

del Tulio

Il tulio può essere solubilizzato in acido solforico diluito producendo una soluzione verde. Esso annerisce all’aria e brucia rapidamente formando l’ossido. Inoltre, reagisce con gli alogenuri generando vari composti a seconda dell’alogenuro utilizzato.

In conclusione, il tulio è un elemento raro e interessante, che ha trovato applicazioni in diversi settori grazie alle sue proprietà uniche. La sua storia e le sue reazioni chimiche lo rendono un soggetto affascinante per lo studio e la ricerca scientifica.Il tulio è un elemento chimico appartenente alla famiglia dei lantanidi, caratterizzato da cristalli gialli di iodio e con una reattività particolare. Quando posto a contatto con l’acqua fredda, il tulio reagisce lentamente, mentre con acqua calda la reazione avviene in maniera più rapida, producendo l’idrossido secondo la seguente equazione chimica:

2 Tm(s) + 6 H2O(l) → 2 Tm(OH)3(aq) + 3 H2(g)

In natura, il tulio è presente esclusivamente nell’isotopo stabile 169Tm, mentre gli altri isotopi vengono ottenuti artificialmente. Ad esempio, l’isotopo radioattivo 170Tm viene prodotto bombardando il tulio in un reattore nucleare. Questo isotopo ha un’emivita di 128 giorni ed è utilizzato come fonte portatile di raggi X.

Usi

Il tulio trova applicazioni in diversi settori, tra cui l’industria dei laser, dove viene impiegato per drogare il granato di ittrio e (YAG), che funziona come mezzo attivo nei laser a stato solido. Inoltre, il tulio è utilizzato in leghe con altri metalli delle terre rare e trova impiego anche nella produzione di banconote euro, grazie alla sua capacità di fluorescenza blu alla luce UV, che aiuta a contrastare le falsificazioni.

Grazie alla sua capacità di emettere raggi X dopo essere stato irradiato, il tulio è utilizzato in macchine a raggi X portatili che non necessitano di alimentazione esterna. Queste caratteristiche rendono il tulio un elemento versatile e fondamentale in diverse applicazioni tecnologiche e industriali.

Erbio: reazioni, usi

Scopriamo insieme le caratteristiche dell’erbio, un elemento con numero atomico 68 appartenente alla serie dei lantanidi e situato nel 6° Periodo e nel blocco f della Tavola Periodica. Come molti elementi delle , l’erbio è stato rinvenuto nel minerale gadolinite, trovato in una cava vicino alla città di Ytterby, in Svezia.

La gadolinite è un silicato che contiene principalmente , lantanio, , ittrio, ferro, berillio e altri metalli in tracce. Nel 1843, il chimico svedese Carl Gustaf Mosander separò la gadolinite in tre componenti: ittria, erbia e terbia. Solo nel 1905, il chimico statunitense Charles James e il chimico francese Georges Urbain isolano l’ossido di erbio.

Nel 1934, Wilhelm Klemm e Heinrich Bommer ottennero l’erbio riducendo il cloruro di erbio con vapori di potassio. L’erbio è un metallo tenero, malleabile, stabile all’aria e non si ossida rapidamente come altri metalli delle terre rare.

Questo elemento ha numeri di ossidazione +1, +2 e +3, anche se il più comune è +3; in alcuni complessi, tuttavia, ha numero di ossidazione zero.

Proprietà e reattività dell’erbio

L’erbio brucia rapidamente per formare l’ossido secondo la reazione:
4 Er(s) + 3 O2(g) → 2 Er2O3(s)

In presenza di vapore acqueo, reagisce per formare l’idrossido:
2 Er(s) + 6 H2O(g) → 2 Er(OH)3(aq) + 3 H2(g)

L’erbio reagisce con gli alogeninide secondo la reazione generale:
2 Er(s) + 3 X2(g) → 2 ErX3(s)

Il fluoruro di erbio è di colore rosa, mentre gli altri alogenuri sono di colore viola.

In presenza di acido solforico diluito, l’erbio si solubilizza, formando ioni Er^3+:

Per saperne di più sulla chimica e le proprietà dell’erbio, puoi consultare i link ai nostri articoli correlati.

Scopri le molteplici applicazioni dell’Erbio

L’Erbio è un elemento chimico che, reagendo con l’acido solforico, genera ioni Erbio in soluzione acquosa, conferendo alla soluzione un caratteristico colore giallo. Questo elemento trova svariate applicazioni in diversi settori.

Utilizzo nelle leghe metalliche e con il vanadio

L’Erbio trova impiego nelle leghe metalliche, soprattutto in combinazione con il vanadio, per migliorarne la lavorabilità e ridurne la durezza.

Colorante per , smalti e ceramiche

I composti dell’Erbio, come l’ossido Er2O3, noto per il suo colore rosa, sono utilizzati come coloranti per vetri, smalti e ceramiche, conferendo loro tonalità accattivanti e distintive.

Applicazioni in campo nucleare e nei reattori

Gli isotopi dell’Erbio risultano efficaci assorbitori di neutroni e sono comunemente impiegati nelle barre di controllo dei reattori nucleari.

Impiego in ambito medico e odontoiatrico

L’Erbio è ampiamente utilizzato in campo medico come componente del granato di ittrio e (YAG) e del granato di ittrio-scandio-gallio (YSGG). Questi composti emettono raggi laser con lunghezze d’onda specifiche che vengono sfruttate per diverse applicazioni, come ad esempio in ambito odontoiatrico per tecniche restaurative.

Applicazioni avanzate in fibre ottiche

Inoltre, l’Erbio viene impiegato come drogante nelle fibre ottiche per la creazione di amplificatori di segnale in fibra, consentendo trasmissioni ottiche ad alta efficienza e qualità.

In conclusione, l’Erbio si rivela un elemento versatile con svariate applicazioni che spaziano dalla lavorazione dei metalli alla produzione di materiali colorati e dall’utilizzo in settori medici all’avanguardia fino alle tecnologie ottiche avanzate.

Carburo di calcio: sintesi, reazioni

Il Carburo di Calcio: Caratteristiche e Utilizzi

Il carburo di calcio è un solido denso con una di 2.22 g/cm³, caratterizzato da un punto di fusione di 2160 °C e di ebollizione di 2300 °C. Utilizzato principalmente come combustibile nell’industria siderurgica per la produzione dell’acciaio e nei processi di desolforazione del ferro, il carburo di calcio è un materiale grigio-nero contenente residui di carbonio.

La Struttura e la Sintesi del Carburo di Calcio

Presenta una struttura cristallina simile al cloruro di sodio, con anioni C₂²⁻ allineati parallelamente. La formula chimica del carburo di calcio è CaC₂ e contiene un triplo legame carbonio-carbonio con una lunghezza di legame di 1.092 Å, simile all’etino. Per la sua sintesi, si utilizza il carbonato di calcio, che subisce decomposizione termica a circa 900 °C per ottenere l’ossido di calcio. Quest’ultimo reagisce con il carbone a 2000 °C per produrre il carburo di calcio e monossido di carbonio in un forno ad arco elettrico.

e Utilizzi del Carburo di Calcio

Il carburo di calcio è fondamentale per la produzione industriale dell’acetilene, una reazione che avviene quando il carburo reagisce con l’acqua. L’acetilene è ampiamente impiegato nelle industrie chimiche. Un’altra rilevante reazione del carburo di calcio è con l’azoto, producendo cianammide di calcio utilizzata come fertilizzante azotato. Questa reazione è esotermica e avviene in modo spontaneo.

Grazie alla sua proprietà di agente riducente, il carburo di calcio è impiegato per ridurre il solfuro di in rame metallico. È inoltre utilizzato per la produzione di leghe, calcio e ferro. In passato, veniva impiegato nelle lampade a carburo, ma la sua pericolosità ha portato alla creazione delle “lampade di sicurezza” per i minatori. Tuttavia, in alcune regioni meno sviluppate, come le miniere di argento in Bolivia, le lampade al carburo continuano ad essere utilizzate.

In conclusione, il carburo di calcio è un composto versatile con un’ampia gamma di applicazioni nell’industria chimica e metallurgica, grazie alle sue proprietà reattive e riducenti.

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