Diossido di platino
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| Diossido di platino | |
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| Nome IUPAC | |
| Diossido di platino | |
| Nomi alternativi | |
| ossido di platino(IV), catalizzatore di Adams | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | PtO2 |
| Massa molecolare (u) | 227,08 (anidro) |
| Aspetto | solido marrone scuro |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 215-223-0 |
| PubChem | 345198 |
| SMILES | O==O |
| 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 | |
 
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| pericolo | |
| Frasi H | 272 - 319 |
| Consigli P | 220 - 305+351+338 |
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.
Storia
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:
«...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
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. La procedura consiste nel preparare dapprima un nitrato di platino, e poi riscaldarlo per eliminare ossidi di azoto.
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.
Struttura
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Struttura cristallina alpha del diossido di platino
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Struttura cristallina beta del diossido di platino
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Reattività
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 2−. Per disidratazione si forma PtO2, ma con parziale decomposizione. Sopra i 650 °C si decompone a platino metallico.
Usi
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. 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
- ^ Sigma Aldrich; rev. del 19.11.2014
- ^ a b L. B. Hunt, The story of Adams' catalyst: platinum oxide in catalytic reductions (PDF), in Platinum Metals Rev., vol. 6, n. 4, 1962, pp. 150-2. URL consultato il 23 novembre 2010 (archiviato dall'url originale il 24 settembre 2015).
- ^ 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, n. 6, 1922, pp. 1397–1405, DOI:10.1021/ja01427a021. URL consultato il 23 novembre 2010.
- ^ R. Adams, Platinum catalyst for reductions, in Org. Synth., vol. 8, 1928, p. 92. URL consultato il 23 novembre 2010.
- ^ 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, n. 42, 2008, pp. 16463–16469, DOI:10.1021/jp804870j. URL consultato il 23 novembre 2010.
Bibliografia
- N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
