Oggetto:
Verificare la presenza di nichel (Ni²⁺) in un campione metallico, minerale o meteoritico mediante reazione con una soluzione alcolica di dimetilgliossima (DMG), che produce un precipitato rosso caratteristico.
Principio del metodo:
La dimetilgliossima (2,3-butandione diossima) è un reagente selettivo per gli ioni nichel(II). In ambiente debolmente ammoniacale il nichel forma un complesso chelato insolubile di colore rosso intenso, noto come bis(dimetilgliossimato) di nichel(II). La comparsa del precipitato rosso costituisce una prova qualitativa della presenza di nichel nel campione.
Materiali e reagenti:
- Campione metallico, minerale o meteorite
- Acido nitrico concentrato
- Acqua distillata;
- Soluzione di ammoniaca diluita
- Soluzione alcolica di dimetilgliossima all’1%, LINK ACQUISTO
- Becher da 100mL;
- Provette;
- Pipette pasteur;
- Bacchetta di vetro;
- Piastra riscaldante;
- Carta da filtro.
Valutazione dei rischi
- Utilizzare guanti anti acido, occhiali di protezione e camice;
- Evitare il contatto diretto con le soluzioni, che possono risultare irritanti;
- Operare in ambiente ventilato, sotto cappa aspirante.
- Ai vari reagenti utilizzati è collegato un link che apre automaticamente una scheda di sicurezza.
Procedimento:
Preparazione del campione di minerale
- Prelevare circa 0,1–0,5 g di campione finemente suddiviso.
- Introdurre il materiale in un becher da 100mL.
- Aggiungere alcuni millilitri di acido nitrico concentrato.
- Riscaldare moderatamente fino a completa dissoluzione della frazione metallica.
- Raffreddare e diluire con un po’ d’acqua distillata.
- Filtrare eventuali residui insolubili.
Esecuzione del test
- Trasferire una porzione della soluzione ottenuta in una provetta.
- Aggiungere ammoniaca diluita fino a ottenere un ambiente leggermente basico (pH circa 8–9).
- Aggiungere alcune gocce di soluzione alcolica di dimetilgliossima all’1%.
- Agitare delicatamente.
Osservazioni
La presenza di nichel è indicata dalla formazione di un precipitato rosso lampone o rosso ciliegia.
In assenza di nichel la soluzione rimane limpida o presenta soltanto una lieve colorazione dovuta ai reagenti.
Reazioni chimiche
Dissoluzione del nichel metallico
Nel caso di un campione contenente nichel metallico:
Ni(s) + 4 HNO₃ → Ni(NO₃)₂ + 2 NO₂ + 2 H₂O
In soluzione si formano gli ioni:
Ni(NO₃)₂ → Ni²⁺ + 2 NO₃⁻
Formazione del complesso con dimetilgliossima
La dimetilgliossima possiede la struttura:
CH₃–C(=NOH)–C(=NOH)–CH₃
Formula semistrutturale:
CH3 CH3
| |
HO–N=C ---- C=N–OHIn ambiente ammoniacale una molecola di dimetilgliossima perde un protone:
HDMG ⇌ DMG⁻ + H⁺
Lo ione Ni²⁺ coordina due ligandi dimetilgliossimato formando il complesso neutro insolubile:
Ni²⁺ + 2 DMG⁻ → Ni(DMG)₂(s)
Precipitato rosso
Meccanismo di reazione
La dimetilgliossima agisce come ligando bidentato.
Ogni molecola coordinata lega il nichel attraverso i due atomi di azoto delle funzioni ossimiche.
Schema semplificato:
O-H H-O
| |
CH3-C=N N=C-CH3
\ /
N —— Ni —— N
/ \
CH3-C=N N=C-CH3
| |
O-H H-OIl nichel(II) viene coordinato da due ligandi DMG⁻ formando una struttura planare quadrata molto stabile:
DMG⁻
\
Ni²⁺
/
DMG⁻La forte stabilità del complesso e la sua bassissima solubilità provocano la precipitazione del composto rosso:
Ni(DMG)₂
Le molecole sono ulteriormente stabilizzate da legami a idrogeno intermolecolari tra i gruppi ossimici.
Risultati
La formazione di un precipitato rosso intenso conferma la presenza di nichel nel campione analizzato. L’assenza del precipitato indica che il nichel è assente oppure presente in concentrazione inferiore al limite di rivelabilità del metodo (≈ 0,1 – 1 mg/L di Ni2+).
Conclusioni
Il test con dimetilgliossima rappresenta uno dei metodi classici più selettivi e sensibili per l’identificazione qualitativa del nichel. La formazione del complesso insolubile rosso Ni(DMG)₂ permette di riconoscere facilmente la presenza dell’elemento in campioni metallici, minerali e meteoriti ferrosi.
Premessa:
Un metodo semplice e rapido per verificare la presenza di nichel in un campione metallico o minerale, come una moneta, un meteorite o un minerale, consiste nell’utilizzo della dimetilgliossima all’1% già pronta per l’uso, direttamente sulla superficie di un cotton fioc. Nel nostro caso è stata analizzata la garnierite, un minerale che contiene elevate percentuali di nichel e che è stato scelto per dimostrare l’efficacia del test. Per avere conferma dei risultati sicuramente positivi si è utilizzata anche una moneta da 1 euro coniata in una lega di rame – nichel e l’esterno in una lega di nichel – ottone.
È inoltre significativo applicare questo metodo anche all’analisi di campioni di meteoriti, poiché la maggior parte di essi contiene nichel, spesso in quantità rilevanti, soprattutto nelle meteoriti metalliche.
Materiali e reagenti:
- Campione metallico, minerale o meteorite
- Soluzione di ammoniaca diluita per uso domestico (nella prova è stata utlizzata Ammoniaca al 10%);
- Soluzione alcolica di dimetilgliossima all’1%. LINK ACQUISTO
- Cotton fiock o tamponi di cotone;
- Contagocce;
- Oggetto da testare (ad es. moneta o frammento di minerale).
Procedimento:
- Utilizzare il contagocce e mettere 2-3 gocce di ammoniaca su un tampone di cotone. L’ammoniaca è corrosiva: utilizzare guanti di gomma e possibilmente sotto cappa aspirante.
- Strofinare l’oggetto da testare con il cotone presente sull’estremità del cotton fioc.
- Se si nota che la punta si scurisce leggermente è perchè l’ammoniaca viene utilizzata per la pulizia.
- Aggiungere 2-3 gocce di soluzione di reattivo DMG direttamente sul cotone utilizzato.
- Una colorazione dal rosa al rosso rosato indica la presenza di nichel nell’oggetto testato.
Nel caso si utilizzi come oggetto metallico una moneta di 1 euro, che presenta alte concentrazioni di nichel, il colore rosa rosso sarà molto più evidente.
