Ripropongo in questo breve post alcune sottolineature da una lezione che ho tenuto un paio di anni fa all'UAABL dedicata agli elementi delle terre rare, argomento di una certa attualità, spendibile anche per qualche approfondimento scolastico.
Osserviamo il posto che già Mendeleev riservava agli elementi delle terre rare a lui noti nella prima stesura della
Tavola periodica e poi chiediamoci che cosa siano queste terre rare e quale sia l'origine dei loro
nomi, spesso legata alla Scandinavia, a Stoccolma e al piccolo villaggio minerario di Ytterby.
In merito, io ho cercato di proporre qualche ammiccamento agli aspetti storici, mineralogici e
microbiologici, senza dimenticare da dove provengo (ossia da lontanissimi studi di chimica, anche se
amo ritenermi un farmacista mancato) e per questo ho concesso una breve digressione al
samario e al reagente di Kagan.
Ovviamente, essendo il corso che tenni dedicato ai minerali, non potevo non mostrare qualche immagine dei principali minerali dai quali si ricavano questi elementi.
La crescente domanda di singoli lantanidi ad alto grado di purezza richiede lo sviluppo di strategie di separazione innovative ed eccezionalmente selettive. Al centro di questi sistemi di separazione c'è un composto organico che, in base alle sue caratteristiche strutturali, riconosce selettivamente i lantanidi più leggeri o più pesanti nella serie dei lantanidi trivalenti (Ln).
Un recente lavoro di Subhamay Pramanik e collaboratori sottolinea le implicazioni significative derivanti dalla modifica della configurazione del gruppo donatore all'interno di un legante tetradentato con atomi di azoto e di ossigeno come donatori e i cambiamenti nell'ambiente di solvatazione degli ioni nel processo di separazione degli Ln, con l'abilità unica di raggiungere la massima selettività nelle regioni Ln leggere, medie e pesanti.
La rigidità strutturale del legante bis-lattam-1,10-fenantrolina impone una selettività basata sulle dimensioni, mostrando un'affinità eccezionale per Ln con raggi ionici maggiori.
La modifica del
legante a bipiridina determina la rapida formazione di complessi con Ln leggeri, ma, nell'arco di
ore, la selettività di picco si sposta verso Ln medi (come il samario), con conseguente
separazione risolta nel tempo.
A basse concentrazioni di acido nitrico, il legante tetradentato neutro forma complessi con gli ioni
trivalenti. Tuttavia, il cambiamento nel meccanismo di estrazione si osserva ad alte
concentrazioni di acido nitrico, portando alla formazione e all'estrazione preferenziale di specie
anioniche pesanti di Ln, che si autoassemblano con due leganti che hanno subito protonazione,
formando intricate architetture supramolecolari.
Il legante tetradentato, strutturalmente bilanciato con motivi restrittivi e non restrittivi, dimostra
una selettività unica e controllabile per Ln leggeri, medi e pesanti, sottolineando il ruolo fondamentale della solvatazione e delle interazioni ioniche all'interno della prima e della seconda sfera di coordinazione.
APPROFONDIMENTI:
Commenti
Posta un commento