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Titolo: Concentrazione del FeCl3 attivo

 
Sto incidendo delle basette di rame da elettronica (*) con percloruro
ferrico (FeCl3). 
 
Pur usando una vaschetta riscaldata e agitata, l'incisione e' molto
lenta (piu' di un'ora) ed essendo prolungata, facilmente le
tracce sottili vengono intaccate. 
 
Quando facevo le stesse cose da giovane non ci metteva cosi' tanto.
 
Il percloruro e' stato comprato gia' fatto su Amazon ed e' una soluzione
nominale di 38 g/dL (35-40% p/v). Ho il dubbio che il prodotto sia
diluito oppure che sia esausto (gia' gia' stato usato per incidere, e
riciclato anziche' smaltito).
 
Come si fa a misurare quanto e' il FeCl3 ancora attivo?
 
 
 
 
 
 
 
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(*) La basetta e' una base fenolica su cui e' incollato uno strato di
rame spesso di qualche decina di micron. Si coprono le tracce del
circuito con un pennarello o con dei trasferibili tipo letraset o tipo
print&peel, si immerge la basetta in acido che porta via il rame non
mascherato, si lava e si elimina la mascheratura, sotto rimane il rame.
 
 
 

 
 
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1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
MarioCPPP
 

 
Come esaurientemente descritto da Mario, non è semplice per chi non ha strumenti /attrezzature/reattivi adeguati.
Ti propongo un'idea che richiede quasi solo una bilancina elettronica, cilindro graduato e polvere di rame (non dovrebbe essere difficile da reperire).
Ti interessa, alla fin del salmo, la capacità della soluzione di ossidare il rame.
Bene. Aggiungi una certa massa precisa di Cu polvere ad una massa e volume preciso di soluzione, li fai reagire in recipiente chiuso, per molto tempo in modo da essere sicuro che la reazione sia completa, poi filtri e pesi la polvere di rame in eccesso. La differenza ti da il Cu che ha reagito, ricavi le moli e dal volume della soluzione trovi la concentrazione di FeCl3. Confronti la densità così calcolata della soluzione con quella che aveva all'inizio (massa soluzione diviso volume soluzione): se la densità reale è maggiore di quella calcolata, c'era già del rame in soluzione.
Ti ho omesso tutti i conti perché non ho voglia di farli, in caso chiedi (ma c'è Mario che li sa meglio di me).
 
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Wakinian Tanka

Alberto Rasà ha scritto:
 > Come esaurientemente descritto da Mario, non è semplice per chi
 > non ha strumenti /attrezzature/reattivi adeguati.
 >
 > Ti propongo un'idea che richiede quasi solo una bilancina
 > elettronica, cilindro graduato e polvere di rame (non dovrebbe
 > essere difficile da reperire)
 > ...
Mi sembra che questa si chiami chimica analitica, giusto?
Non è assolutamente il mio mestiere, ma andando a naso col fiuto del
fisico, avrei un sospetto: che gli errori di misura si possano
mangiare del tutto il risultato.
 
Pensando a questo, mi è venuto in mente che in tutti i testi (pochi)
di chimica che mi è capitato di leggere, non ho mai trovato
considerazioni sugli errori.
Eppure possono essere un problema in certi casi...
-- 
Elio Fabri

 
Poco ma sicuro! 
In effetti non è facile trovare tale trattazione in testi di Chimica Generale, ma di Ch. Analitica Quantitativa si. La propagazione e l'elaborazione degli errori, naturalmente, è fondamentale in chimica analitica quantitativa! 
In alcuni testi, come Harris, "Quantitative Chemical Analysis", c'è qualcosa, anche di statistica e sulla gestione e calibrazione degli strumenti (capitoli 3,4,5 della settima edizione inglese). 
P. S. 
Dimmi la verità: tu avevi avuto un'idea simile alla mia per determinare la capacità ossidante della soluzione, vero? ;-) 
 
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Wakinian Tanka

 eccesso.
 
Per "in eccesso" intendi la polvere di rame avanzata, non
incisa, e' corretto?
 
Domanda, e come identifico questa polvere di rame in eccesso?
perche' durante l'incisione il cloruro scambia il ferro col rame, il
cloruro rameoso resta in soluzione e il ferro precipita. Nel filtro
trovero' rame e ferro insieme, temo.
 
 
 
 
 
 
 
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Arrivanda uccellone! (H. Pratt, "Anna nella jungla")
 
 

 
 
 
 
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

 Come si fa a misurare quanto e' il FeCl3 ancora attivo?
 
Ho recuperato una manciata  di percloruro solido che pensavo smarrito,
e faro' delle prove comparative col sistema piu' empirico immaginabile:
preparero' una soluzione di FeCl3 al 38% ossia a 38 g/dL e mettero' a
incidere due basette uguali in due bacinelle affiancate, una col mio
percloruro e l'altro con quello commerciale (con cui ho gia' inciso
delle piccole basette, ma poca roba). Il cronometro mi dira' se sono
equivalenti.
 
Se volessi procedere quantitativamente invece farei cosi':  misurerei
il ferro nelle soluzioni, in quanto potrei far fare l'analisi
quantitativa del ferro con dei comuni analizzatori clinici. L'idea e'
che la incisione delle basette  funziona scambiando il ferro del FeCl3
col rame solido delle basette, quindi alla fine dello scambio avro' 3 x
CuCl mentre il ferro precipita ed esce dalla soluzione. 
 
Quindi se previa centrifugazione nella soluzione commerciale trovo
significativamente meno ferro di quella fatta da me, concludero' che il
prodotto commerciale era esaurito o diluito.
 
Il cloruro ferrico usato in queste soluzioni di lavoro e' praticamente
sempre esaidrato, p.m. = 270 ca. cosi' scomposto:
 
Fe pm = 55,8 	x 1 = 	55,8
Cl pm = 35,46 	x 3 = 	106,38
O pm = 16 	x 6 = 	96
H pm = 1 	x 12 =	12 
 
Una soluzione 38 g/dL di percloruro ferrico avra' quindi concentrazione
di 0,140 mol/dL.
 
0,140 moli di ferro pesano 7,812 grammi, quindi la concentrazione
iniziale del ferro sara' 7,812 g/dL.
 
Siccome gli analizzatori clinici misurano il ferro nel plasma
tradizionalmente in un range fra 0 e 400 microgrammi / dL, diluiro'
fortemente la soluzione iniziale (7812000 ug/dL) 1:10^5 in modo da
scendere a un range atteso di 78 ug/dL, che rientra perfettamente nella
linearita' degli analizzatori (di solito 500-1000 ug/dL, devo
verificare).
 
Per diluire 1:100000 la mia soluzione, usero' una pipetta da 10 uL a
spostamento positivo in un cilindro di acqua da 1 Litro.
 
L'analisi avviene tramite un comune metodo colorimetrico, in cui un
cromogeno (es. ferrozina) reagisce col ferro (opportunamente ridotto a
ferroso in tampone ascorbato) producendo un colore proporzionale alla
concentrazione del ferro. 
 
Graditi commenti e critiche.


 
Mi pare strano che si formi Fe, mi parrebbe troppo riducente in soluzione di Cu^+, anche se non ho trovato il potenziale standard di riduzione della reazione 
Fe^{3+} +3e^- --> Fe
in soluzione acida e complessante per il Cl^- (che contribuisce a stabilizzare Fe^{3+}). 
Quindi avrei detto che le reazioni fossero queste:
 
Fe^{3+}+Cu --> Fe^{2+}+Cu^+
2Fe^{3+}+Cu --> 2Fe^{2+}+Cu^{2+}.
 
I potenziali st. di rid. che ho trovato, in sol. neutra (o acida perché non cambiano le specie chimiche coinvolte) sono:
 
Fe^{3+} + e^{-} -->    Fe^{2+}     +0,77
Fe^{2+} + 2e^{-} -->  Fe             - 0,44
Cu^{2+} + 2e^{-} --> Cu              +0,34
Cu^{+} + e^{-} -->     Cu              +0,52
 
Ciao. 
 
--
Wakinian Tanka

 Eppure possono essere un problema in certi casi...
 
eh sì, anzi IN GENERALE lo sono.
Anche nei cosiddetti standard poche sostanze sono adatte (le 
chiamano standard primari, e sono puri, stabili, 
conservabili), gli altri si ottengono direttamente.
 
Nel nostro caso, imho la limatura di rame può andarci molto 
vicino, essendo purificato due volte, di cui la seconda è 
elettrochimica e fatta con molta cura (anche per recuperare 
argento e oro dai fanghi).
 
Integrazione
 
una strategia alternativa (ma serve limatura di FERRO puro, 
non di acciaio, e non è banale trovare ferro dolce)
 
sarebbe
 
aggiungere alla soluzione eccesso di HCl
aggiungere poi poco a poco eccesso di FERRO
 
Gli stati redox del ferro convergono a cloruro ferroso, 
solubile.
 
Il rame disciolto si deposita sul ferro, come metallo. 
L'aria non interferisce (e la riduzione è completa : i due 
potenziali sono molto diversi)
 
pian piano l'HCl si mangia via tutto il ferro in eccesso, 
svolgendo idrogeno. Questa fase è lenta (il rame placca il 
ferro e bisogna lasciar diffondere HCl dentro i granelli).
 
Per cui alla fine rimarrà solo cloruro ferroso e rame 
metallico (e HCl). La soluzione sarà praticamente incolore. 
Se è anche solo verdina o giallina, la limatura di ferro non 
era bastata, e si aggiunge un altro po'. Se è torbida, non 
c'era abbastanza HCl.
 
Il solo residuo solido è rame (rame precipitato ex novo, 
proporzionale all'esaurimento della soluzione originale).
 
P.S.
consiglio pratico.
Fossi nell'OP, metterei una mestolata di calce in grassello, 
impasterei sino a precipitare tutto il ferro, e smaltirei 
tutto, per poi passare alla miscela di HCl / H2O2 che è più 
ecologica e più veloce (e non macchia come una folle) per 
incidere le piste. Il "percloruro" è una tecnica datata ormai.


 Wakinian Tanka
 


 
 
-- 



Mario, grazie delle informazioni.
Ciao.
 
--
Wakinian Tanka

 Wakinian Tanka
 


 anche il rame e come)
 
Si' in questi cromogeni (ferrozina, ferene, batofenantrolina ecc.)
c'e' sempre una reattivita' crociata con i cationi bivalenti e in
particolare il rame, che viene attenuata con complessanti  specifici.
 
Lasciamo stare, qui ci vorrebbe l'assorbimento atomico a cui pero' non
ho accesso.


 commerciale e' valido e finisce li'.
 
https://vimeo.com/884132881?share=copy#t=0
 


 Quando facevo le stesse cose da giovane non ci metteva cosi' tanto.
 
Battute su quando eravamo cioofani a parte, io ho un vago ricordo di
aver letto che il percloruro poteva essere rigenerato con l'acqua
ossigenata.
Trovare quella a "molti" volumi (parrucchiere) potrebbe essere
interessante... SE mi confermate il vago ricordo.
 
 
Fabrizio
 

 rigenerato con l'acqua ossigenata.
 
Non ho mai provato. Comunque il flacone appena comprato e' il 50% piu'
LENTO rispetto al percloruro fatto in casa da me, alla stessa
concentrazione, e molto piu' chiaro come colore.
 
Secondo me nelle bottiglie ci mettono gli avanzi esausti delle
lavorazioni industriali, poi li rifilano agli hobbysti.
 
Del resto sto cercando il percloruro solido, io trovo solo confezioni
tipo 1 kg = 40-60 euro.
 
nei flaconi c'e' 380 grammi al litro, con 1 kg di materiale ci faccio
2 litri e mezzo, spiegami come fa un flacone costare 12€ se la
materia prima da sola ne costa 20€.


 
Ti confermo che puoi rigenerarlo facilmente con H2O2. Però se la soluzione è chiara ci sono 2 considerazioni da fare:
1 poco concentrata
2 poco acida per HCl.
Intanto prova aggiungendo HCl concentrato (va bene anche il muriatico concentrato del ferramenta, circa 37%), se non funziona puoi aggiungere ferro (con la limatura fai prima, ma va bene anche un chiodo normale, non di "acciaio") lasciare che HCl lo dissolva e aggiungere H2O2 per ossidare Fe^{2+} a Fe^{3+}.
 
--
Wakinian Tanka

 aggiungere H2O2 per ossidare Fe^{2+} a Fe^{3+}.
 
...mo' prendo appunti, mi venisse voglia di rifare qualche stampato.
 
Girava tempo fa lapure  notizia che l'acido cloridrico con dentro acqua
ossigenata andasse persino "meglio" (si vedeva meglio quando le
piste erano incise)... ma non ho mai letto "numeri", ovvero "quanto HCL
(ed a che titolo) e quanta H2O2.
 
 
Fabrizio