Oxideren van een metaalcomplex

[LvS_CF]

Ik ben voor een demonstratie experiment opzoek naar een metaalcomplex wat als vaste stof stabiel is maar in oplossing gemakkelijk oxideerd en van kleur veranderd. Danwel een complex wat relatief gemakkelijk te synthetiseren is onder inerte atmosfeer en van kleur veranderd als er zuurstof bij komt

ik zat de denken aan nikkel-cp of cobalt-cp maar kan het niet makkelijker, de synthese van deze complexen stinkt (naar cp :eusa_sick: )

Luuk

[Tsjerk]

Fe(SO₄)₂

[Echtepino]

Dat reageert als vaste stof al razendsnel met zuurstof, dus niet heel stabiel.

[hzeil]

Chromo(II)sulfaat is in oplossing zo blauw als kopersulfaat en reageert met opgeloste zuurstof tot chromi(III)sulfaat. De oplossing is dan groen.

Ik betwijfel of het te koop is. Je kunt het zelf maken door een snelle reduktie van in water opgelost CrO₃ met zinkgries, onder roering. Eventeel een beetje verwarmen. Als alles blauw is, is de reduktie compleet. Daarna filtreren en langzaam laten indampen en uitkristalliseren. Er komen dan kristallen met kristalwater. Deze kristallen zijn niet erg stabiel. Het chromoion kan zelfs reageren met zijn eigen kristalwater in de vaste fase onder vorming van waterstof.

Maar je kunt natuurlijk ook je blauwe oplossing direkt oxyderen tot de groene oplossing.

[Ambidexter]

Da's een mooi experiment, hzeil!

Ik zal het eens proberen, als ik tijd heb en mijn andere lopende experimenten zijn afgerond.

[woelen]

Hzeil, weet je zeker dat CrO₃ genoeg is? Moet het niet aangezuurd CrO₃ zijn? Zonder toegevoegd zuur lijkt het mij dat de zink nauwelijks rageert en bovendien zou de vloeistof dan sterk basisch worden.

[hzeil]

Woelen, ik weet zeker dat chroomtrioxyde niet genoeg is. Er moet zwavelzuur bij maar ik weet niet hoeveel. Ik heb dit zelf eens gedaan tijdens mijn studie en ik meen dat het voorschrift kwam uit een ouderwets boek voor anorganische preparaten. De titel weet ik niet meer maar de auteur was Brouwer. Ik heb dus helaas vergeten het zwavelzuur te vermelden. Bij mij ging het gehydrateerde chromosulfaat in een dichtgesmolten glazen ampul 's-nachts exploderen door een voortdurend oplopende waterstofdruk. Dat kwam dus door de redoxreaktie binnen de vaste stof.

[woelen]

Voor de demo zou je dan denk ik best een redelijke overmaat verdund zwavelzuur kunnen gebruiken en je kunt dan ook kaliumdichromaat of natriumdichromaat gebruiken i.p.v. het lastiger te verkrijgen CrO₃.

Ik zou die vloeistof dus niet bewaren in een afgesloten fles, omdat die uit elkaar kan knallen door opbouw van druk.

[woelen]

Ik heb het experiment van hzeil eens geprobeerd, maar het wil niet lukken.

Ik heb natriumdichromaat opgelost in 20% zwavelzuur en ook nog een keer in 15% zoutzuur. Bij beide heb ik een spatelpuntje grof zinkpoeder gedaan en direct daarna beide reageerbuizen met een propje watten dichtgedrukt (om te voorkomen dat er lucht bij kan en tegelijkertijd om te voorkomen dat er druppeltjes dichromaat-bevattende vloeistof in de lucht kunnen komen). Ik heb vervolgens beide reageerbuizen flink heen en weer gezwenkt.

In beide gevallen is er redelijke waterstofontwikkeling en binnen no-time is de vloeistof van oranje overgegaan naar donkergroen. Vervolgens blijft de waterstofontwikkeling nog een hele tijd doorgaan, maar de kleur verandert echt niet meer. De vloeistof wordt in beide gevallen ook redelijk warm (ik denk wel een graad of 40).

[hzeil]

Woelen, als het groen is, is de reduktie blijven steken bij Cr³⁺ en gaat het niet verder. Doorgaan heeft geen zin meer want je komt niet meer verder. Probeer eens heeel snel, in een reageerbuis, de reduktie te forceren. Je moet direkt kunnen doorschieten naar het blauwe Cr²⁺.

Het is een kinetisch probleem. Door de sterke hydratatie kan de valentie 3 niet in valentie 2 worden omgezet. Het omgekeerde, van 2 naar 3, gaat kinetisch heel gemakkelijk. Dat komt door het Jahn-Teller effekt. Door dit effekt heeft het tweewaardige chroom-ion, even als het tweewaardige koper-ion, een heel instabiele watermantel en kan dit ion vlot meedoen aan redoxreakties. Je vindt info over Jahn-Teller via google.

Ik geef de voorkeur aan chroomoxyde boven K-dichromaat. Als je het oxyde reduceert met zink krijg je nauwelijks een pH - verandering. Verder lijken mij chlorideionen ongewenst in dit sterk oxyderende milieu. Je moet je dus beperken tot chroomtrioxyde en zwavelzuur zonder de aanwezigheid van alkali-ionen.

[LvS_CF]

Bedankt, ik da dit proberen

Cr II zout moet wel aan te komen zijn en zo niet Cr III oxide hebben ze waarschijnlijk ook wel ergens op de uni

Thanx

Luuk

[hzeil]

LvS., ik hoop dat je begrijpt dat je het reductieproces bij Cr (VII) moet beginnnen. Ik adviseer je dat te doen in de vorm van CrO₃ dat in oplossing het dichroomzuur geeft.

Vanuit het oktaedrisch omringde Cr(III) in het gehydrateerde Cr³⁺ lukt dat niet meer. Het is natuurlijk vreemd dat het oktadrisch omringde Cr(II)-ion wel snel kan reageren. Maar zo is het nu eenmaal. Dat komt allemaal door het J.T. effekt.

Men heeft ook wel eens geprobeerd om het Cr(II) ion als uitgangsstof te nemen om elektrolytisch te verchromen. In theorie moet dat kunnen. Maar ik betwijfel of dat lukt in de praktijk. Als er zuurstof bij komt wordt het Cr(III) en gaat het niet meer.

[LvS_CF]

ohh zie ik nu pas,

ik bedoelde CrO₃, maar schreef Cr III,

ik neem trouwens aan dat jij Chroom VI bedoeld en niet Cr VII

maar iig bedankt alvast ga dit gewoon proberen, mocht het niet lukken dan post ik dat wel

LvS

[woelen]

Ik lees nu de startvraag nog eens goed en doen we hier met z'n allen niet veel te moeilijk?

LvS wil een demo geven waarbij een metaalcomplex van kleur verandert bij een redox reactie. Dan kun jetoch gewoon dichromaat reduceren met whatever stof? De proef is vrij spectaculair. Met de juiste reductor krijg je momentane kleurverandering van oranje naar goren.

Bijv. los op een klein beetje kaliumdichromaat in verdund zwavelzuur.

Voeg een overmaat aangezuurde oplossing van natrium sulfiet toe.

In een fractie van een seconde kleurt de oplossing van oranje naar fraai diepgroen met een blauwige tine. Je krijgt een sulfato-complex van chroom(III).

[LvS_CF]

Ik heb het misschien met met al te veel woorden neergezet maar ik was echt opzoek naar een zuurstof oxideerbaar complex.

Ik ben bezig met het voorbereiden van de Scholieren Chemie QUiz (AKA de SQuiz)

en een van de vragen gaat over een Schlenk-synthese

deze synthese is echter te gecompliceerd om out of the blue voor een college zaal uit te voeren.

dus ben ik op zoek naar een ander complex voor de demonstratie.

nog een keer echt duidelijk wat ik wil gaan doen:

een complex welke onder inerte atmosfeer zeker enkele dagen maar het liefst onbeperkt houdbaar is en wat oxideerd zodra er zuurstof (lucht) bij komt. en een bij de oxidatie goed zichtbare kleurverandering.

Chromosulfaat voldoet dus aan de eisen, heb echter nog geen goed voorschrift gevonden voor de synthese van dit complex.

Luuk