Síntesis de azul de Thénard

El azul de Thénard es un oxido de cobalto y aluminio o también llamado aluminato de cobalto (II) (CoAl2O4). Utilizado con fines artísticos desde el siglo XVII, es estable rente a la luz solar, el calor y el accionar de ácidos y bases.

Tiene una estructura tipo espinela y sus propiedades son distintas a los óxidos de los respectivos metales que lo conforman. A pesar de sus excelentes características de color, en la actualidad, se emplean sustitutos más económicos y con aplicaciones mas amplias, aunque, en aplicaciones artísticas y en cerámica se sigue empleando gracias a su gran belleza.

Fundamentación teórica

El azul de Thénard fue el producto de la investigación realizada por el químico francés Louis Jacques Thénard. a inicios del siglo XIX. Jean-Antoine Chaptal, ministro del interior de Francia y presidente de la Sociedad para el fomento de la industria nacional, encargó a Thénard la búsqueda de un sustituto económico al pigmento azul de ultramar, que era producido a partir de la piedra semipreciosa lapislázuli, lo que hacia que su precio fuera elevado.

Sello postal emitido por Francia en conmemoración de los 100 años del fallecimiento del químico Louis Jacques Thénard
Sello postal emitido por Francia en conmemoración de los 100 años del fallecimiento del químico Louis Jacques Thénard

Para resolver este encargo, Thénard se acercó a los procedimientos de elaboración de porcelana en Sèvres, observando que el vidriado azul de las porcelanas se obtenía a partir de arseniato de cobalto. Entonces Thénard ensayo calentando arseniato y fosfato de cobalto con alúmina hasta rojo vivo, obteniéndose una sustancia azul, que mas tarde seria llamado azul cobalto o azul de Thénard.

Para comprobar la calidad de su invención, Thénard ensayo su pigmento en diversos medios utilizados en artes como goma y oleo. Lo expuso a luz solar intensa por espacio de dos meses, encontrando que no existía degradación del pigmento ni diferencias entre este tono y el azul de ultramar.

El costo de producción del azul de cobalto era ligeramente inferior al costo del azul ultramarino, pero a pesar de esto, debido a su gran belleza, fue rápidamente aceptado y su producción en Francia se inició en 1807.

Materiales

  • 2 Vasos de precipitados de 100 mL
  • Embudo de vidrio
  • Papel filtro
  • Pipeta graduada de 10 mL
  • Pipeteador o propipeta
  • Pipeta Pasteur
  • Agitador de vidrio
  • Plancha de calentamiento
  • Soporte universal
  • Sistema de filtración al vacío con Embudo Buchner
  • Papel indicador universal
  • Vidrio de reloj
  • Balanza analítica
  • Capsula de porcelana
  • Estufa de calentamiento
  • Horno o mufla

Reactivos

  • Aluminio metálico en polvo o tiras
  • Solución de hidróxido de sodio 2 M
  • Solución de Ácido sulfúrico 2 M
  • Nitrato de cobalto (II) hexahidratado

Procedimiento – síntesis del azul de Thenard

Síntesis del azul de Thenard

  1. Pesar 0.15 g de aluminio en polvo o tiras, y colocarlo en un Erlenmeyer de 100 mL, añadir 2 mL de agua destilada caliente.

  2. Agregar lentamente 5 mL de la solución de hidróxido de sodio 2 M. Cuando se termine la adición, calentar la mezcla por 5 minutos a 50 – 70°C y diluir con agua hasta alcanzar 15 mL. Filtrar la solución por gravedad.

  3. Al liquido obtenido de la filtración añadir 15 mL de agua destilada y añadir lentamente ácido sulfúrico 2 M hasta observar la aparición de un precipitado de aspecto gelatinoso. Seguir agregando acido sulfúrico hasta la disolución del precipitado observado.

  4. Aparte, en un vaso de precipitados de 100 mL, disolver 0,25 g de nitrato de cobalto (II) hexahidratado en la mínima cantidad de agua posible. Mezclar ambas soluciones y confirmar pH ácido de la solución resultante. Calentar la solución a ebullición y retirar del calentamiento. Ajustar el pH = 7 con solución de hidróxido de sodio 2 M y observar la generación de un precipitado rosado.

  5. Recuperar el precipitado por filtración al vacío y lavar con agua destilada. Pasar el precipitado a una capsula de porcelana y secar en estufa a 100°C.

  6. Una vez seco y frio, pesar el azul de Thenard obtenido y pasar los cristales a una capsula de porcelana. Llevar al horno o mufla a 800°C por 30 minutos. Dejar enfriar.

Después del experimento

Identificar las reacciones a lo largo del experimento y escribir las ecuaciones correspondientes para la síntesis del azul de Thenard

Investigar que compuesto o mezcla es la sustancia de color rosada obtenida como precipitado.

Indagar sobre la estructura química del azul de Thénard.

Recomendaciones de seguridad

El manejo del horno o mufla se debe hacer con guantes adecuados y manipulando el crisol con pinzas para crisol. Se recomienda dejar enfriar la mufla antes de abrir.

En todo momento se deben utilizar los elementos de seguridad básicos en el laboratorio de química (bata de laboratorio, guantes, gafas de seguridad y demás que sean exigidos por las normas internas, locales o nacionales. Los residuos generados por la práctica deben ser dispuestos de manera adecuada según las normas de laboratorio y las normas locales y nacionales respectivas.

Mayor información

Chemistry of Cobalt

Clasificación

Nivel: Universitario

Tipo: Practica de enseñanza

Riesgo: medio