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Disprosio: reazioni

Fabrice Deseaux

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15 Novembre 2019

Caratteristiche del Disprosio

Il disprosio è un elemento con numero atomico 66, configurazione elettronica [Xe] 6s²4f¹⁰ e appartiene alla serie dei lantanidi, 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 terre rare 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.

Reazioni 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’energia 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 tempo.

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

Fabrice Deseaux

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13 Novembre 2019

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Acqua pesante: caratteristiche e utilizzi

L’acqua pesante, conosciuta anche come ossido di deuterio, 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 isotopi stabili dell’idrogeno, 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 distillazione 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.
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Solvente deuterato

: utilizzato in chimica per determinate reazioni.
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Fonte di deuterio

: importante per ottenere isotopi marcati selettivamente.
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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

Fabrice Deseaux

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10 Novembre 2019

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

Proprietà e sintesi dell’alcool polivinilico (PVA)

L’alcool polivinilico (PVA) è un polimero termoplastico sintetico che si scioglie in acqua ma non nei solventi organici. Questo polimero deriva dalla sostituzione dei gruppi acetati presenti nei polivinilacetati con gruppi ossidrilici. Al contrario degli altri polimeri, 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 metalli, 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

Fabrice Deseaux

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6 Novembre 2019

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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 glicole etilenico 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’acetaldeide. 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 enoli, 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 acido formico e formaldeide, rigenerando il radicale ·OH.

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

Fabrice Deseaux

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31 Ottobre 2019

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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 cerio, lantanio, torio, neodimio e ittrio.

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 terbio 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.

Reazioni 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 alluminio (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

Fabrice Deseaux

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28 Ottobre 2019

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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 terre rare, 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 cerio, lantanio, neodimio, 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 vetri, 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 alluminio (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

Fabrice Deseaux

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24 Ottobre 2019

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Il Carburo di Calcio: Caratteristiche e Utilizzi

Il carburo di calcio è un solido denso con una densità 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.

Reazioni 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 rame 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.

Cubano: struttura, sintesi, usi

Fabrice Deseaux

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23 Ottobre 2019

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Il Cubano: Un Idrocarburo Policiclico Alifatico dalle Potenziali Applicazioni Esplosive

Il Cubano è un idrocarburo policiclico alifatico solido e cristallino con formula chimica C8H8, scoperto nel 1964 dai chimici Philip Eaton e Thomas Cole. Il suo nome deriva dalla particolare disposizione degli 8 atomi di carbonio nella struttura a forma di cubo.

Prima della sua sintesi, si riteneva che la struttura del Cubano fosse altamente instabile a causa degli angoli di legame di 90° imposti agli atomi di carbonio ibridati sp3. Tuttavia, dopo la sua sintesi, è emerso che il composto è stabile dal punto di vista cinetico e non tende a decomporsi.

Sintesi del Cubano

Il Cubano è stato sintetizzato a partire dal 2-ciclopentenone trattato con la N-bromosuccinimmide in tetracloruro di carbonio, attraverso una serie di reazioni dal meccanismo piuttosto complesso.

Potenziali Applicazioni

Il Cubano, nonostante fosse inizialmente considerato una curiosità accademica, ha dimostrato di avere possibili utilizzi. L’ottanitrocubano, un suo derivato in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti da gruppi -NO2, può essere impiegato come esplosivo grazie alla sua elevata velocità di detonazione, superiore a quella di altri esplosivi conosciuti.

La reazione esplosiva di decomposizione del Cubano modificato è la seguente: C8(NO2)8 → 8 CO2 + 4 N2. Questo esplosivo non richiede ossigeno e non produce vapore acqueo, riducendo così la visibilità. Tuttavia, al momento il suo alto costo di produzione costituisce ancora un problema.

Essendo uno degli idrocarburi saturi più densi, il Cubano potrebbe trovare impiego anche come componente in composti oligomerici nel campo della scienza dei materiali, sfruttando la sua peculiare geometria.

Carburo di silicio o carborundum: struttura, proprietà

Fabrice Deseaux

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21 Ottobre 2019

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Carburo di silicio o carborundum: struttura, proprietà

Il carburo di silicio: un materiale ceramico dalle alte prestazioni

Il carburo di silicio, conosciuto anche come carborundum e con formula CSi, è un materiale ceramico caratterizzato da un’elevata durezza, posizionandosi tra il diamante e il corindone nella scala di Mohs. Nonostante si trovi nel raro minerale moissanite, viene principalmente prodotto sinteticamente.

La scoperta e la struttura del carburo di silicio

Nel 1891, il chimico statunitense Edward Goodrich Acheson, durante i suoi studi per la creazione di diamanti artificiali, osservò cristalli lucenti derivanti dalla reazione tra biossido di silicio e carbonio, producendo carburo di silicio secondo la seguente equazione: SiO2 + 3 C → SiC + 2 CO.

La struttura tetraedrica del carburo di silicio vede atomi di carbonio e silicio legati tra loro in un reticolo cristallino tramite forti legami chimici.

Proprietà e utilizzi del carburo di silicio

Il carburo di silicio è noto per la sua durezza, resistenza agli agenti chimici e all’ossidazione. A contatto con l’aria sviluppa uno strato protettivo di biossido di silicio. Le sue caratteristiche uniche, come l’alto punto di fusione, la resistenza all’ossidazione, la conducibilità termica e la resistenza meccanica, lo rendono ideale per applicazioni in ambito aerospaziale, biomateriali e semiconduttori.

Le ceramiche a base di carburo di silicio, a basso contenuto di impurità, mantengono la loro resistenza a temperature estremamente elevate, fino a 1600 °C. La conducibilità elettrica del materiale lo rende utile in elementi riscaldanti a resistenza per forni elettrici, nonché come componente fondamentale nei termistori.

Recentemente, si sta esplorando l’utilizzo del carburo di silicio in applicazioni biomediche, grazie alla sua biocompatibilità. L’integrazione con materiali come il grafene ha portato alla creazione di una nuova classe di materiali ibridi altamente promettenti, che combinano le migliori proprietà di entrambi i componenti.

Composti aromatici: proprietà

Fabrice Deseaux

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18 Ottobre 2019

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Composti aromatici: struttura, nomenclatura e proprietà

I composti aromatici sono caratterizzati dalla presenza di uno o più anelli aromatici nella loro struttura, che consiste in sistemi ciclici planari. In questi composti, tutti gli atomi coinvolti condividono un totale di 4n+2 elettroni, dove n è un numero positivo.

Un esempio comune di composto aromatico è il benzene, capostipite di questa famiglia, insieme ai suoi derivati come toluene, xilene, fenolo, benzaldeide e naftalene.

Nomenclatura dei composti aromatici

La nomenclatura dei composti aromatici può presentare nomi comuni storicamente usati in alternativa alla nomenclatura IUPAC standardizzata. Ad esempio, il metilbenzene è anche chiamato toluene e il dimetilbenzene è noto come xilene.

Se un composto aromatico contiene due sostituenti, possono formarsi tre isomeri diversi in base alla posizione dei gruppi. L’isomero in cui i gruppi sono su atomi di carbonio adiacenti è detto “orto”, indicato come “o”, mentre secondo la nomenclatura IUPAC corrisponde alla posizione 1,2-.

Analogamente, se i gruppi sono posizionati in carboni alternati, l’isomero è denominato “meta” (indicato come “m-“) mentre nella nomenclatura IUPAC corrisponde alla posizione 1,3-. Infine, se i sostituenti sono su atomi di carbonio opposti, si parla di isomero “para” (indicato come “p-“) che corrisponde alla posizione 1,4-.

Proprietà dei composti aromatici

I composti aromatici sono generalmente apolari e non miscibili con l’acqua. Sono comunemente impiegati come solventi per altre sostanze non polari grazie alla loro bassa reattività. A causa del loro elevato rapporto tra carbonio e idrogeno, bruciano con una fiamma gialla fuligginosa. Questi composti sono ampiamente utilizzati nella produzione di prodotti chimici e polimeri.

Reattività dei composti aromatici

Un tratto distintivo dei composti aromatici è la loro capacità di essere stabilizzati per risonanza, che li differenzia da composti insaturi come alcheni e alchini. Questa stabilità per risonanza impedisce di solito le reazioni di addizione che potrebbero interrompere l’aromaticità della struttura.

In conclusione, i composti aromatici mostrano proprietà uniche e una reattività peculiare che li rendono fondamentali in numerosi settori della chimica e dell’industria.

Reattività dell’anello aromatico alle Sostituzioni Elettrofile

Le sostituzioni elettrofile aromatiche, come la nitrazione, solfonazione, alogenazione, alchilazione e acilazione di Friedel Crafts, sono reazioni comuni che coinvolgono l’anello aromatico. La reattività dell’anello dipende dalla presenza di sostituenti attivanti o disattivanti.

Gruppi Attivanti e Disattivanti nell’Ammine Aromatiche

Se un composto aromatico contiene un sostituente attivante o disattivante, la sua reattività verso un elettrofilo varia. I gruppi attivanti rendono l’anello più reattivo, mentre quelli disattivanti lo rendono meno reattivo nei confronti dell’elettrofilo.

Influenza dei Gruppi Sostituenti sull’Orientamento della Reazione

La presenza di gruppi attivanti sulla struttura aromatica favorisce l’orientamento dell’elettrofilo verso le posizioni orto e para, mentre i gruppi disattivanti favoriscono l’orientamento in posizione meta.

Reazioni di Sostituzione Nucleofila Aromatica

Gli alogenuri arilici possono subire reazioni di sostituzione nucleofila aromatica tramite un meccanismo di addizione-eliminazione, che coinvolge l’attacco nucleofilo seguito dall’eliminazione di un gruppo.

Per approfondire gli argomenti trattati in questo articolo, ti invitiamo a consultare i seguenti link:

– [Sostituzione Elettrofila Aromatica](https://chimica.today/chimica-organica/sostituzione-elettrofila-aromatica)
– [Meccanismo di Nitrazione e Solfonazione del Benzene](https://chimica.today/chimica-organica/nitrazione-e-solfonazione-del-benzene)
– [Alchilazione e Acilazione di Friedel Crafts](https://chimica.today/chimica-organica/reazioni-di-friedel-crafts-alchilazioni-e-acilazioni)
– [Gruppi Attivanti e Disattivanti nelle Reazioni di Sostituzione](https://chimica.today/chimica-organica/gruppi-attivanti-e-disattivanti-nelle-reazioni-di-sostituzione)
– [Elettrofili e la Loro Interazione con gli Anelli Aromatici](https://chimica.today/chimica-organica/elettrofili)
– [Alogenuri Arilici e le Loro Reazioni](https://chimica.today/chimica-organica/alogenuri-arilici)
– [Sostituzione Nucleofila Aromatica e il Suo Meccanismo](https://chimica.today/chimica-organica/sostituzione-nucleofila-aromatica)

Acido cromico: sintesi, dissociazione, usi

Fabrice Deseaux

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13 Ottobre 2019

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Acido cromico: sintesi, dissociazione, usi

Acido Cromico: Caratteristiche e Utilizzi

L’

acido cromico

, con formula H₂CrO₄, è un solido cristallino di colore rosso scuro noto per le sue proprietà ossidanti e corrosive. Il cromo presente in questo composto ha un numero di ossidazione di +6, conferendogli un’elevata reattività. Scoperto nel 1798 dal chimico francese Louis Nicolas Vauquelin, l’acido cromico è coinvolto nella formazione di sali rossi carminio in presenza di argento.

Struttura e Sintesi

La struttura dell’acido cromico è caratterizzata da due atomi di idrogeno legati a due atomi di ossigeno e da due atomi di ossigeno legati all’atomo di cromo tramite doppi legami.

Per la sua sintesi, l’acido cromico può essere generato in diversi modi. Può provenire dalla reazione del cromato di potassio o sodio con acido solforico, dal bicromato di potassio o sodio con acido solforico, oppure dalla reazione dell’ossido di cromo (VI) con acqua.

Dissociazione e Equilibrio

Simile all’acido solforico, l’acido cromico mostra una forte dissociazione nella prima fase. Tuttavia, la determinazione della costante di equilibrio risulta complessa a causa della tendenza dell’acido idrogeno cromico a dimerizzarsi a bicromato, e della possibilità di protonazione dell’ione dicromato.

Usi e Applicazioni

L’acido cromico, noto anche come reagente di Jones, viene utilizzato come agente ossidante in soluzioni acquose di acido solforico e acetone. La sua azione ossidante è impiegata nel passaggio degli alcoli primari ad aldeidi, degli alcoli secondari a chetoni, e delle aldeidi ad acidi carbossilici.

In ambito industriale, l’acido cromico è impiegato nella pulizia della vetreria di laboratorio attraverso la miscela cromica ottenuta dalla combinazione di bicromato di potassio e acido solforico. Inoltre, il cromo esavalente presente nell’acido cromico e nei suoi derivati trova utilizzo nei processi di cromatura dei metalli, nella conservazione del legno, negli smalti ceramici e nella produzione di vetri colorati.

Pila Daniell: reazioni, potenziale

Fabrice Deseaux

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12 Ottobre 2019

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La Pila Daniell: Innovazione e Rivoluzione nella Storia dell’Elettronica

Nel lontano 1836, il brillante chimico britannico John Frederic Daniell diede vita a una delle invenzioni più rivoluzionarie nel campo dell’elettronica: la pila Daniell. Questo dispositivo, che porta il suo nome ancora oggi, si basava sul prototipo ideato da Alessandro Volta, il primo a realizzare un meccanismo in grado di trasformare energia chimica in energia elettrica.

Composizione e Funzionamento della Pila Daniell

La pila Daniell è composta da due contenitori separati, ciascuno riempito con una soluzione ionica specifica. In uno è presente una soluzione di solfato di zinco con una lamina di zinco metallico immersa, mentre nell’altro troviamo una soluzione di solfato di rame con una lamina di rame metallico.

Queste due soluzioni sono collegate da un ponte salino, che garantisce il contatto ionico tra di esse. Collegando le due lamine metalliche con un conduttore contenente uno strumento per misurare la corrente elettrica, si crea un flusso di elettroni dallo zinco al rame, generando energia.

Reazioni all’interno della Pila Daniell

Le reazioni all’interno della pila avvengono in due semicelle galvaniche. Nel primo contenitore, la lamina di zinco subisce un’ossidazione secondo la semireazione Zn → Zn²⁺ + 2 e^–. Nell’altro, gli ioni rame presenti si riducono secondo la semireazione Cu²⁺ + 2 e^– → Cu, dando vita alla reazione complessiva Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu.

Potenziale della Pila Daniell

Il potenziale della pila Daniell in condizioni standard si ottiene considerando i potenziali normali di riduzione delle due semireazioni. Il potenziale complessivo della cella è dato dalla somma di questi potenziali, che nel caso della pila Daniell risulta essere di 1.10 V.

Il Contributo Storico della Pila Daniell

La pila Daniell rappresentò un vero e proprio punto di svolta nella storia della scienza, aprendo la strada a futuri sviluppi nel campo della tecnologia elettronica. Grazie alla sua portabilità e sicurezza, fu impiegata per alimentare le comunicazioni durante i primi tentativi di posa del cavo Atlantico. Sebbene un tempo fosse ampiamente utilizzata nell’industria telegrafica europea e per alimentare dispositivi come telefoni e campanelli, alla fine del XIX secolo venne rimpiazzata da batterie più moderne e efficienti.