Chroom-molybdeen kameleon

Alle discussies over de experimenten in "Uitgevoerde experimenten". Alleen discussies over de experimenten toegestaan.
spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Chroom-molybdeen kameleon

Post by spidey » 03 Dec 2009, 23:43

Dit is de discussiethread over het experiment Chroom-molybdeen kameleon.

User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1590
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by Z4x » 03 Dec 2009, 23:56

Heel mooi en duidelijk experiment. Erg leuk van die 1 t/m 17.

Triammoniumwaterstofhexaorthomolybdatochromaat, wat een woord. :)

Ik kan helaas niks zeggen over Mellor's boek of andere kleuren/complexen.
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1286
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by woelen » 04 Dec 2009, 08:36

Dit is echt zeer interessant. Ik krijg ook weer zin om de buizen maar weer eens uit de kast te halen en een en ander te proberen. Vooral erg leuk dat je de stof ook in vaste vorm hebt verkregen en dat dit zo roze is. Voor chroom(III) verbindingen best wel bijzonder.

Sowieso ben ik er al wel echter dat molybdeen ook zeer kleurrijke chemie heeft. Probeer ook maar eens te experimenteren met ascorbinezuur i.c.m. molybdaat bij verschillende pH's.

Jij schreef dat je langzamerhand steeds meer inzicht krijgt in de chemie van het element molybdeen en dat je patronen begint te zien. Zou je daar eens wat meer over willen schrijven? Dergelijke patronen vind ik altijd erg interessant om te zien, meer nog dan losse waarnemingen. Zelf ben ik een type die graag verbanden mag leggen en een overkoepelende theorie mag zien die ogenschijnlijk niet-gerelateerde zaken aan elkaar kan relateren. Ik ben benieuwd naar jouw ideeen.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by Jor » 04 Dec 2009, 08:43

Dit is inderdaad een zeer interessant experiment!
Ik wist helemaal niet dat deze kameleon bestond. Erg leuk om te weten, jammer dat ik geen molybdeen-verbindingen heb. misschien koop ik die ooit nog eens.
Het leuk om te zien dat molybdeen zo'n interessante chemie heeft en vaak zulke complexe verbindingen vormt.

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1286
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by woelen » 04 Dec 2009, 11:33

Wat natuurlijk extra interessant is aan deze set van experimenten is dat chroom en molybdeen in de zelfde groep zitten. Ik kan me voorstellen dat onder bepaalde condities chroom(VI) een molybdeen(VI) atoom kan vervangen. Daar is hier geen sprake van omdat het chroom driewaardig is, maar wellicht is er voor zeswaardig chroom ook nog wel wat interessants te doen in combinatie met molybdeen.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by spidey » 04 Dec 2009, 13:14

Jor wrote:Dit is inderdaad een zeer interessant experiment!
Ik wist helemaal niet dat deze kameleon bestond. Erg leuk om te weten, jammer dat ik geen molybdeen-verbindingen heb. misschien koop ik die ooit nog eens.
Het leuk om te zien dat molybdeen zo'n interessante chemie heeft en vaak zulke complexe verbindingen vormt.
Het is wel de moeite waard, vind ik. Bij de keramieker bij het CS koop ik 100 gram MoO3 voor 12 euro. Heel goedkoop is dat niet, maar met 100 gram kun je echt heel wat epxerimenten doen. Veelal zit er wat ijzer in, maar als je het spul oplost in ammonia, filter je dat er zo uit. Vervolgens kun je terug naar MoO3 door thermolyse van je paramolybdaat, wat bij ca. 230 graden de pijp aan Maarten geeft, nadat het rond de 140 graden eerst het kristalwater verliest. Dit levert doorgaans een opvallend wit MoO3 op.
Z4x wrote:Heel mooi en duidelijk experiment. Erg leuk van die 1 t/m 17.

Triammoniumwaterstofhexaorthomolybdatochromaat, wat een woord. :) (..)
Een formule zegt meer dan 1000 woorden -- (NH4)3H6[Cr(MoO4)6] ;)
woelen wrote:Dit is echt zeer interessant. Ik krijg ook weer zin om de buizen maar weer eens uit de kast te halen en een en ander te proberen. Vooral erg leuk dat je de stof ook in vaste vorm hebt verkregen en dat dit zo roze is. Voor chroom(III) verbindingen best wel bijzonder.
Ik was ook heel verrast toen ik het de eerste keer zag. Vooral omdat ik toen niet heb verwarmd, en er na een uur alsnog een reactie van geel naar roze was opgetreden.
woelen wrote:Sowieso ben ik er al wel echter dat molybdeen ook zeer kleurrijke chemie heeft. Probeer ook maar eens te experimenteren met ascorbinezuur i.c.m. molybdaat bij verschillende pH's.

Jij schreef dat je langzamerhand steeds meer inzicht krijgt in de chemie van het element molybdeen en dat je patronen begint te zien. Zou je daar eens wat meer over willen schrijven? Dergelijke patronen vind ik altijd erg interessant om te zien, meer nog dan losse waarnemingen. Zelf ben ik een type die graag verbanden mag leggen en een overkoepelende theorie mag zien die ogenschijnlijk niet-gerelateerde zaken aan elkaar kan relateren. Ik ben benieuwd naar jouw ideeen.
Aanzet voor structuur in de chaos van waarnemingen is de opmerking in Chemistry of the Elements dat de pH de bepalende factor is voor polymerisatie. Steeds vindt er afbraak van polymolybdaten plaats in basische milieus door opname van zuurstofatomen en electronen uit het hydroxide. Ik ben dit nooit eerder tegengekomen, dus voor mij was dit een nieuw concept en het duurt altijd nogal voordat dat helemaal bij mij landt.
[MonOm]-p(aq) + 2 OH- --> [Mon-1Om-3]-p(aq) + MoO42-(aq) + H2O
Ik stel me voor dat dit bij andere elementen ook kan voorkomen. Ik weet dat er verschillende aluminaten zijn, dus daar zou zo'n patroon ook een rol kunnen spelen. Ik vraag me af of het sterk amfotere karakter van molybdeen hiervoor verantwoordelijk is, ik vermoed namelijk van wel.
In een zuur milieu kan juist polymerisatie plaatsvinden door afsplitsing van een O-atoom dat met 2 H+ een watermolecuul vormt. Door het amfotere karakter van molybdeen wordt er in sterk zure milieus (pH < 1) vaak ineens molybdeenzuur gevormd. (Wat ook een mysterieus materiaal is, omdat H2MoO4 een andere kleur heeft dan H2MoO4.H2O. De ene is wit, de andere geel-oranje, ik weet zo niet welke welke is.)
Intuïtief vind ik het dan ook niet verbazingwekkend dat het molybdatochromaat in basisch milieu dan ook niet stabiel is.
Er is een hoop onderzoek naar de 'heteroploymolybdaten' geweest rond de 20ste eeuwwisseling.
woelen wrote:Wat natuurlijk extra interessant is aan deze set van experimenten is dat chroom en molybdeen in de zelfde groep zitten. Ik kan me voorstellen dat onder bepaalde condities chroom(VI) een molybdeen(VI) atoom kan vervangen. Daar is hier geen sprake van omdat het chroom driewaardig is, maar wellicht is er voor zeswaardig chroom ook nog wel wat interessants te doen in combinatie met molybdeen.
Daar zat ik ook al naar te kijken. Het toevoegen van waterstofperoxide heeft de neiging om het centrale atoom te oxideren. Heel bijzonder is dat dezelfde stof, maar dan met kobalt, door oxidatie met H2O2 een zwarte kobalt(III) verbinding schijnt op te leveren. (Ik heb dit zelf niet uitgevoerd.)
Sowieso coördineert molybdaat heel sterk. Het gegeven dat [Co(MoO4)6]10- groen is, en niet roodachtig zoals de meeste kobaltverbindingen, vind ik ook heel bijzonder. Daarin zie je dus wel weer een tendens voor molybdaat, namelijk sterke coördinatie. Ik heb nog nergens gevonden waar molybdaat in de spectrochemische reeks staat, dus dat is ook nog een heel gebied wat onderzoekbaar is.

Zo heb ik door het experimenteren nog heel veel vragen gekregen over dit element. Het overgrote deel heb ik hier niet gepost, omdat het losse, onbegrepen experimenten zijn onder onduidelijke condities. De kameleon reproduceert tenminste, vandaar een experiment.
Onder sommige omstandigheden kan ook het hele molybdaat geoxideerd worden tot molybdeenblauw. Dit gebeurde tijdens een van mijn eerste posts op dit forum bij toevoegen van een natriummolybdaat aan een ijzerzout.

Realiseer je dat de concentraties, pH en temperatuur bij molybdaatchemie zeer belangrijk zijn!

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1286
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by woelen » 04 Dec 2009, 14:28

Die polymerisatie treedt ook in zeer sterke mate op bij vanadium, misschien nog wel meer dan bij molybdeen. Voor dat element heb ik een webpagina gemaakt waarin dit effect wordt beschreven. Ik heb het voor molybdeen eigenlijk nooit echt goed uitgezocht, maar het zal wel vergelijkbaar zijn. Het leuke van vanadium-polymerisatie vond ik destijds dat het effect ook gepaard gaat met sterke kleurveranderingen en sterke oplosbaarheidsveranderingen, zonder dat de oxidatietoestand verandert en zonder dat er coordinatie met andere metalen is:

Kijk maar eens naar het stuk over oxidatietoestand +5 van het element vanadium: http://woelen.homescience.net/science/c ... ons/v.html.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by spidey » 04 Dec 2009, 17:50

Interessant. Ik heb geen vanadium, dus ik zal het niet proberen te reproduceren. Dat dieporanje spul ziet er mooi uit :) Vormt vanadium ook heteropolyzuren? Dus Hk[M(VOi)j] complexen (M een d-blok- of f-blokelement)?

Molybdeen werkt duidelijk anders. Alle kleinere anionen zijn kleurloos, (MoO4)2-, (Mo2O7)2-, (Mo3O10)2-, (Mo7O24)6-, etc. Alleen de heel grote hebben kleur en deze zijn beperkt oplosbaar.
Molybdeen wil normaalgesproken in de +6 toestand zitten, maar er bestaan zeker polyanionen waarin ook bijvoorbeeld Mo(V) en Mo(IV) voorkomen.
Als je vanadium in een neutraal milieu brengt (rond de 7), krijg je dan ook polymerisatie van de anionen bij toevoegen van het oxide?
Dit was namelijk voor mij ook een nieuw fenomeen, dat de reactie tussen alkalihydroxides en MoO3 niet stoichiometrisch lijkt te verlopen. Nadat MoO3 met alle beschikbare OH- heeft gereageert, reageert overtollig MoO3 met het gevormde (MoO4)2- tot de isopolyanionen MonO3n+12-. Onder andere daarom is het maken van een zuiver dimolybdaat lastig. Voor wat ik ervan weet, kun je ze ook niet scheiden dmv gefractioneerde kristallisatie.
Dat laatste is wel zo met de roze stof die als eindproduct van de kameleon wordt gevormd. De oplosbaarheid daarvan neemt flink toe met de temperatuur, dus gefractioneerde kristallisatie gaat het best bij lagere temperaturen.

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1286
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by woelen » 04 Dec 2009, 23:30

Vanadium lijkt wel enigszins op molybdeen wat betreft vorming van polyvnadaten bij pH = 7. Als je V2O5 toevoegt aan een oplossing met vanadaat polymetaal ionen bij pH = 7, dan lost het heel langzaam op en ontstaan er grotere polyvanadaat ionen en neemt de pH af. V2O5 is dus duidelijk een zuur oxide. V2O5 kun je ook gewoon aan water toevoegen en dan lost het ook een beetje op. Je krijgt dan een lichtgele oplossing die duidelijk zuur is.

Of vanadium ook met andere metalen polymetaal ionen vormt weet ik niet. Ik kan me voorstellen dat dat wel kan, maar zelf heb ik daar nooit mee geexperimenteerd.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1974
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by Wouter » 05 Dec 2009, 11:38

Je voert echt mooie experimenten uit. Ik moet echt naarstig op zoek naar een waarderingssysteem voor die experimenten :P
Organisch chemicus

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by spidey » 10 Dec 2009, 02:32

woelen wrote:Wat natuurlijk extra interessant is aan deze set van experimenten is dat chroom en molybdeen in de zelfde groep zitten. Ik kan me voorstellen dat onder bepaalde condities chroom(VI) een molybdeen(VI) atoom kan vervangen. Daar is hier geen sprake van omdat het chroom driewaardig is, maar wellicht is er voor zeswaardig chroom ook nog wel wat interessants te doen in combinatie met molybdeen.
spidey wrote:Daar zat ik ook al naar te kijken. Het toevoegen van waterstofperoxide heeft de neiging om het centrale atoom te oxideren. Heel bijzonder is dat dezelfde stof, maar dan met kobalt, door oxidatie met H2O2 een zwarte kobalt(III) verbinding schijnt op te leveren. (Ik heb dit zelf niet uitgevoerd.)
Sowieso coördineert molybdaat heel sterk. Het gegeven dat [Co(MoO4)6]10- groen is, en niet roodachtig zoals de meeste kobaltverbindingen, vind ik ook heel bijzonder. Daarin zie je dus wel weer een tendens voor molybdaat, namelijk sterke coördinatie. Ik heb nog nergens gevonden waar molybdaat in de spectrochemische reeks staat, dus dat is ook nog een heel gebied wat onderzoekbaar is.
Ik heb de kobaltverbinding geprobeerd te maken. Inderdaad ontstaat er een groene oplossing als je een mengsel van kobaltnitraat en ammoniumparamolybdaat en een paar druppels 30% waterstofperoxide verhit:
Image
Bij kristallisatie ontstonden er eerst donkergroene kristallen en later nog wat kleine zwarte. Er is een flink verschil in oplosbaarheid tussen de groene en de zwarte kristallen. Het voorkomen van deze beide complexen en hun verschil in oplosbaarheid komen precies overeen met het artikel van Hall, pg. 703. De zwarte kristallen schijnen alleen te ontstaan bij het gebruik van waterstofperoxide als oxidator en niet als bijvoorbeeld broomwater als oxidator wordt gebruikt.
De formules zijn volgens het artikel van Hall:
3K2O·Co2O3·10MoO3·10H2O (groene kristallen)
3K2O·CoO2·9MoO3·6.5H2O (zwarte kristallen)

Een tweede experiment, geinspireerd door de kennelijke mogelijkheid om kobalt naar een abnormale oxidatietoestand te oxideren in het zwarte complex (nl. +IV), was om de roze oplossing van de kameleon te oxideren met waterstofperoxide. Toevoegen van 10 druppels 30% H2O2 aan een kleine 3 cm oplossing gaf een kleurverandering richting oud roze. Verwarmen tot 50 °C, 65 °C koken gaf kleurveranderingen naar licht grijsbruin, groen en geelbruin:
Image
Als je maar lang genoeg wacht, dan wordt uiteindelijk steeds de kleur uit oplossing 5 gevormd, alleen gaat het met verwarmen heel wat sneller. Of de groene toestand isoleerbaar is, heb ik niet uitgezocht.

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1286
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by woelen » 13 Dec 2009, 14:25

Ik heb het experiment ook maar eens gedaan. Ik heb chroom(III)sulfaat opgelost in water en dat geeft een blauw/paarse oplossing, net als chroomaluin (de vaste stof is donkerpaars, ook net als chroomaluin). Als ik 1 druppel hiervan toevoeg aan een oplossing van ammonium paramolybdaat, dan wordt de oplossing snel lichtroze, maar direct na toevoegen van de druppel is de oplossing groen. Je krijgt inderdaad de verschuiving van groen naar roze. Voeg ik duidelijk meer oplossing van chroom(III)sulfaat toe, dan wordt de oplossing eerst groen, met een licht bruinige tint en vervolgens verloopt de kleur naar grijs. Niet alles verkleurt, blijkbaar had ik nu wat overmaat chroom(III) ionen in oplossing.

Voeg ik aan de roze oplossing wat oplossing van NaOH toe, dan wordt de oplossing troebel en groen. Toevoegen van meer NaOH leidt tot vorming van een heldere en groene oplossing.
De roze oplossing is goed bestand tegen zuur. Ik heb 1 volume van de roze oplossing gemengd met 1 volume 2 M zwavelzuur en dan blijft de oplossing roze.


----------------------------

Bovenstaand experiment heb ik ook herhaald met Na2MoO4 i.p.v. ammonium paramolybdaat. Je krijgt dan een groen neerslag en een groene oplossing. Dit neerslag lost op in zwavelzuur, maar je krijgt dan geen roze vloeistof, maar het blijft groen. Met het MoO4(2-) ion krijg je dus niet dat roze complex, hoewel het volgens Spidey wel MoO4(2-) liganden bevat. Best wel bijzonder om dit te zien. Dus, om een complex te krijgen met MoO4(2-) liganden moet je niet uitgaan van dat ion, maar van het paramolybdaat ion.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by Jor » 13 Dec 2009, 20:39

Ik vraag me af of die zwarte kristallen van spidey niet gewoon Co in oxidatietiestand 2 of 3 hebben, waarbij er peroxo of zelfs superoxo-liganden aanwezig zijn.
Kobalt vormt dit soort complexen, daar is veel over te lezen:

Deze reactie gaat bijvoorbeeld via een superoxo-complex van kobalt:

http://sites.google.com/site/chemlabche ... -by-cobalt.
Dit is een experiment van mijn website welke ik overigens niet tot nauwelijks meer gebruik.

Aan de andere kant, in Brauer staat ook de synthese van een Co(IV) verbinding. Ik wilde deze ooit al eens maken (net als kobalt(III)sulfaat), maar ben hier nog niet aan toegekomen.

Allemaal zeer interessante chemie moet ik zeggen Spidey.

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1286
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by woelen » 14 Dec 2009, 09:05

Na een dagje staan hebben zich op de bodem van de reageerbuis heel veel heel kleine roze kristalletjes afgezet. Grappig om te zien. Ik kan echter moeilijk bepalen of dit nu het zuivere chromo-complex is of gewoon ammonium paramolybdaat met daarin ook iets van de roze stof meegekristalliseerd. Ik had nl. in het begin de oplossing van ammoniumparamolybdaat in warm water gemaakt, omdat deze stof in koud water wel erg langzaam oplost.

De kleur van de kristalletjes is vergelijkbaar met de kleur van de roze vaste stof die Spidey op de foto heeft gezet.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Chroom-molybdeen kameleon

Post by spidey » 14 Dec 2009, 16:58

Leuk om te horen dat je het experiment hebt herhaald, woelen!

Je zei dat niet alles verkleurt, vanwege een overmaat aan chroomsulfaat. Heb je ook verwarmd? Anders kan het ook zijn dat je bent blijven hangen in toestand 13 of 14 uit de beschrijving.

Dat er bij veel NaOH een helder groene oplossing wordt gevormd is nieuw voor me en vind ik ook erg interessant. Het is ook interessant in het kader van je observatie dat het complex goed bestand is tegen zuren. Uit de artikelen wist ik dat al, dus heb ik er niet mee geëxperimenteerd.
Verder zei je nog dat het niet werkt met orthomolybdaat. Ook dat wist ik en het hangt samen met de aard van het gevormde complex: (NH4)3H6[Cr(MoO4)6].
De waterstoffen die hierin zitten kunnen namelijk maar ten dele door andere kationen worden vervangen. Dat was ook de reden voor mij om er ammonia bij te doen: zien of het lukt om er nog meer door NH4 te vervangen. Met tweewaardige kationen (Mg, Ba) wordt er nog 1 waterstof afgesplitst, maar meer worden er niet vervangen, volgens de artikelen: RII2H5[Cr(MoO4)6], RII = {Mg, Ba}
Dit is volgens mij ook de reden dat het met orthomolybdaat niet werkt: afbraak van het heptamolybdaation is nodig om de benodigde hoeveelheid waterstofionen te genereren. Daarom wordt er met orthomolybdaat gewoon Cr2(MoO4)3 gevormd, wat groen is. Ik heb dat met lithiummolybdaat gedaan, met hetzelfde effect:
Image
De buis uiterst rechts bevat chroommolybdaat in suspensie.
woelen wrote:Na een dagje staan hebben zich op de bodem van de reageerbuis heel veel heel kleine roze kristalletjes afgezet. Grappig om te zien. Ik kan echter moeilijk bepalen of dit nu het zuivere chromo-complex is of gewoon ammonium paramolybdaat met daarin ook iets van de roze stof meegekristalliseerd. Ik had nl. in het begin de oplossing van ammoniumparamolybdaat in warm water gemaakt, omdat deze stof in koud water wel erg langzaam oplost.

De kleur van de kristalletjes is vergelijkbaar met de kleur van de roze vaste stof die Spidey op de foto heeft gezet.
Tenzij je oplossing heel geconcentreerd is, is dit het zuivere chroommolybdatocomplex. Ammoniumparamolybdaat heeft een oplosbaarheid van 43 g/100 ml (20 graden). De roze kristallen zijn in warm water goed oplosbaar, maar in koud water veel minder goed.

(2010-02-17)Edit: typo's
Last edited by spidey on 17 Feb 2010, 18:29, edited 1 time in total.

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest