Diossido di platino

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Diossido di platino
Nome IUPAC
Diossido di platino(IV)
Nomi alternativi
ossido di platino, catalizzatore di Adams
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare PtO2
Massa molecolare (u) 227,08 (anidro)
Aspetto solido marrone scuro
Numero CAS [1314-15-4]
Numero EINECS 215-223-0
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 10,2
Solubilità in acqua insolubile
Temperatura di fusione 450 °C (723 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
comburente irritante

pericolo

Frasi H 272 - 319
Consigli P 220 - 305+351+338 [1]

Il diossido di platino, noto anche come catalizzatore di Adams, è il composto chimico di formula PtO2. È un catalizzatore usato in chimica organica per reazioni di idrogenazione e idrogenolisi. Si trova in commercio come polvere di colore marrone scuro. PtO2 non è attivo di per sé come catalizzatore, ma per trattamento con idrogeno si converte in nero di platino, che è il catalizzatore attivo. Esistono anche forme idrate, PtO2·nH2O, che hanno proprietà anfotere.

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

PtO2 è noto come catalizzatore di Adams in onore di Roger Adams. Prima dell'avvento del catalizzatore di Adams le riduzioni organiche erano condotte usando palladio colloidale, platino colloidale, o nero di platino. I catalizzatori più attivi erano quelli in forma colloidale, ma risultava difficile isolare i prodotti di reazione. Per questo motivo si diffuse sempre più l'uso del nero di platino. Come disse Adams[2]:

« ...molti dei compiti che affidavo ai miei studenti riguardavano riduzioni catalitiche. Per questo scopo usavamo un catalizzatore nero di platino fatto secondo la procedura che era allora considerata la migliore possibile. Gli studenti avevano molti problemi col catalizzatore che preparavano, dato che spesso si rivelava inattivo anche se preparato con la stessa identica procedura che forniva occasionalmente un prodotto attivo. Iniziai quindi una ricerca per trovare le condizioni adatte a preparare un catalizzatore di attività uniforme. »

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Il catalizzatore di Adams viene preparato per fusione con sodio nitrato a partire da acido cloroplatinico, H2PtCl6, o da esacloroplatinato d'ammonio, (NH4)2PtCl6. La prima sintesi fu pubblicata nel 1922 da Voorhees e Adams.[3] La procedura consiste nel preparare dapprima un nitrato di platino, e poi riscaldarlo per eliminare ossidi di azoto.[4]

H2PtCl6 + 6NaNO3 → Pt(NO3)4 + 6NaCl + 2HNO3
Pt(NO3)4 → PtO2 + 4NO2 + O2

Il precipitato marrone formato viene lavato con acqua per eliminare i nitrati residui. Il catalizzatore può essere utilizzato in questa forma o seccato e conservato in essiccatore per un uso successivo. Il platino contenuto nel catalizzatore esaurito può essere recuperato per trattamento con acqua regia e poi ammoniaca; si ottiene così (NH4)2PtCl6.

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

PtO2 è l'unico ossido stabile del platino. La forma idrata, PtO2·nH2O, è anfotera e si scioglie in soluzione alcalina bollente formando la specie [Pt(OH)6]2−. Per disidratazione si forma PtO2, ma con parziale decomposizione. Sopra i 650 °C si decompone a platino metallico.

Usi[modifica | modifica wikitesto]

Il catalizzatore di Adams è usato per molte applicazioni. Ha dimostrato di essere importante per reazioni di idrogenazione, idrogenolisi, deidrogenazione e ossidazione. Durante la reazione si forma platino metallico (nella forma detta nero di platino) ed è questa specie che è considerata il vero catalizzatore.[2][5] Sugli alchini l'idrogenazione avviene con stereochimica syn formando cis-alcheni. Alcune importanti trasformazioni sono l'idrogenazione di nitrocomposti per formare amine, e quella dei chetoni per formare alcoli.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 19.11.2014
  2. ^ a b L. B. Hunt, The story of Adams' catalyst: platinum oxide in catalytic reductions in Platinum Metals Rev., vol. 6, nº 4, 1962, pp. 150-2. URL consultato il 23 novembre 2010.
  3. ^ V. Voorhees e R. Adams, The use of the oxides of platinum for the catalytic reduction of organic compounds. I in J. Amer. Chem. Soc., vol. 44, nº 6, 1922, pp. 1397–1405, DOI:10.1021/ja01427a021.
  4. ^ R. Adams, Platinum catalyst for reductions in Org. Synth., vol. 8, 1928, p. 92. URL consultato il 23 novembre 2010.
  5. ^ C. W. Scheeren, J. B. Domingos, G. Machado e J. Dupont, Hydrogen reduction of Adams’ catalyst in ionic liquids: formation and stabilization of Pt(0) nanoparticles in J. Phys. Chem. C, vol. 112, nº 42, 2008, pp. 16463–16469, DOI:10.1021/jp804870j.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
chimica Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia