Esperienza in laboratorio
Equilibrio di complessazione del cobalto
I diversi colori di due complessi dello ione cobaltoso permettono di mettere in evidenza l’effetto della temperatura e della concentrazione sulla posizione dell'equilibrio
Materiale.
Soluzione circa 0,4 M di ioni cobaltosi (ottenuta disciogliendo in acqua CoCl
2·6H2O,cloruro cobaltoso esaidrato) Soluzione di nitrato d’argento (AgNO3) circa 0,1 M (è opportuno conservarla in boccette di vetro scuro in quanto gli ioni argento sono sensibili alla luce)Soluzione circa 0,1 M di Pb(NO
3)2 (nitrato piomboso)Soluzione concentrata di HCl (ad esempio al 37% in massa)
Ghiaccio
Strumentazione e vetreria.
Becher da 50 ml, provette, becher da 250 ml e portaprovette per bagnomaria e bagno di ghiaccio, contagocce, cannello di Bunsen.
Procedimento.
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A) In un becher da 50 ml si introducono circa 20 ml di soluzione di ioni cobaltosi: tale soluzione presenta una colorazione rosa dovuta allo ione complesso Co(H2O)62+. Se si aggiunge gradualmente HCl concentrato la soluzione cambia di colore (da rosa a blu) dapprima localmente e poi, procedendo con ulteriori aggiunte e agitando, in tutta la sua massa (vedi boccetta a destra nell’immagine). Il cambiamento di colore da rosso a blu si manifesta passando attraverso una colorazione intermedia violetta. L’esperienza A) ci permette di verificare che, al crescere della concentrazione di un reagente (lo ione cloruro proveniente dalla dissociazione di HCl), l’equilibrio si sposta dalla parte dei prodotti. |
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B) Si introduce qualche millilitro della soluzione blu ottenuta nell’esperienza A) in una provetta e poi si aggiunge qualche goccia di soluzione di AgNO3: avviene formazione di un precipitato bianco e, localmente, la colorazione passa da blu a rosa. In soluzione acquosa il nitrato d’argento è dissociato secondo la reazione
lo ione argento, aggiunto ad una soluzione contenente ioni cloruro, se la soluzione risultante è sovrasatura, può originare cloruro d’argento solido (il precipitato bianco) secondo la reazione
A causa della reazione 3) la concentrazione degli ioni cloruro diminuisce e questo comporta che l’equilibrio 1) si sposta verso sinistra cioè dalla parte dello ione complesso rosa. Se si procede con le aggiunte di soluzione di nitrato d’argento e si agita la quantità di solido aumenta e la soluzione diventa infine rosa in tutta la sua massa. L’esperienza B) permette di verificare che al diminuire della concentrazione di un reagente l’equilibrio si sposta dalla parte dei reagenti. Al posto dello ione argento possono essere utilizzati altri cationi che originano con lo ione cloruro un sale poco solubile: ad esempio si può utilizzare lo ione piomboso mediante soluzione acquosa di Pb(NO3)2. Procedendo come descritto sopra si osserva precipitazione di un solido bianco (PbCl2) e contemporaneamente cambiamento del colore della soluzione da blu a rosa. |
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C) Si introduce qualche millilitro della soluzione blu ottenuta nell’esperienza A) in una provetta e poi si aggiunge acqua: la soluzione diventa rosa dapprima localmente e poi in tutta la massa man mano che si aggiunge e si agita. L'equilibrio 1) si è spostato verso sinistra. |
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D) Si introduce qualche millilitro della soluzione blu ottenuta nell’esperienza A) in due provette che poi vengono introdotte una in un bagno di acqua calda e l’altra in un bagno di ghiaccio. In seguito a riscaldamento il colore non cambia; in seguito al raffreddamento la soluzione da blu diventa rosa (provetta a destra nell’immagine) passando attraverso una colorazione intermedia violetta (provetta a destra nell’immagine). L’esperienza D) ci permette di capire che al diminuire della temperatura l’equilibrio 1) si sposta dalla parte dei reagenti e quindi che la reazione 1) è endotermica. |
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Testi di riferimento:
AA.VV. Chimica in laboratorio: fondamenti ed esercitazioni Editoriale Grasso Distribuzione Zanichelli Editore
Cotton-Wilkinson Chimica inorganica Casa Editrice Ambrosiana
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