Alcuni studenti dell’Università di Princeton scoprirono la reazione di Old Nassau anche nota come reazione di Halloween. Ad essa fu dato il nome di reazione di Old Nassau con cui viene detta la nota Università mentre viene anche detta di Halloween in quanto i colori che si manifestano sono l’arancio e il nero.
La reazione di Old Nassau è una tipica reazione dell’orologio in cui una soluzione assume diverse colorazioni avvenendo in più stadi.
La reazione dell’orologio è una reazione chimica n cui si osserva un cambiamento periodico di colore dovuto a reazioni di ossidoriduzione o da un cambiamento nella concentrazione di determinati componenti. Sebbene la reazioni dell’orologio sia fenomenologicamente simile alle classiche reazioni oscillanti in cui si verifica un cambiamento nella sequenza di colori, la natura precisa, il comportamento e il meccanismo dipendono dal substrato e dalle condizioni di reazione.
La velocità della reazione dell’orologio può essere modificata introducendo un catalizzatore nel sistema di reazione, che può anche funzionare come autocatalizzatore. Negli studi cinetici in una reazione dell’orologio si misura il tempo impiegato da una reazione chimica per produrre una determinata quantità di prodotto con diverse concentrazioni di reagenti. Quando si esegue una reazione dell’orologio si assume che le variazioni nella concentrazione dei reagenti siano insignificanti e che non si abbia variazione di temperatura
Metodica della reazione di Old Nassau
Per realizzare la reazione di Old Nassau occorre mescolare disporre di tre beker da 250, 400 e 600 mL rispettivamente.
reazione di Old Nassau
Nel primo beker sono mescolati 65 mL di una soluzione di solfito acido di sodio NaHSO3 0.25 M e 85 mL di una soluzione di salda d’amido.
Nel secondo beker sono posti 150 mL di una soluzione 0.01 M di cloruro di mercurio (II) HgCl2.
Sono messi 110 mL di una soluzione di iodato di potassio KIO3 0.10 M e 40 mL di acqua deionizzata nel terzo beker.
Il contenuto dei primi due beker è mescolato e rapidamente aggiunto nel terzo beker.
Stadi della reazione di Old Nassau
Nel primo stadio gli ioni iodato sono ridotti dall’idrogenosolfito secondo la reazione di ossidoriduzione in cui lo iodio passa da numero di ossidazione +5 a numero di ossidazione -1 e lo zolfo passa da numero di ossidazione + 4 a +6 :
IO3– +3 HSO3– ⇌ I– + 3 SO42- + 3 H+
Nel secondo stadio lo ioduro formatosi reagisce con lo ione Hg2+ per dare un precipitato di ioduro di mercurio (II) di color arancione:
Hg2+ + 2 I– ⇌ HgI2↓
Dopo la precipitazione di tutto lo ione Hg2+ nel terzo stadio della reazione di Old Nassau l’eccesso di ioduro reagisce con lo iodato in una reazione di comproporzione con formazione di iodio:
IO3– +5 I– + 6 H+ ⇌ 3 I2 + 3 H2O
amido
Le reazioni di comproporzione sono reazioni in cui un elemento presente in due specie diverse con diverso numero di ossidazione dà luogo alla formazione di una sola specie con numero di ossidazione diverso. Nella reazione di Old Nassau lo iodio presente nello iodato passa da numero di ossidazione + 5 a numero di ossidazione 0 nello iodio mentre lo iodio dello ioduro passa da numero di ossidazione -1 a 0.
Lo iodio formatosi reagisce nel quarto stadio con la salda d’amido per dare una tipica colorazione blu scurissimo dovuta alla formazione un complesso blu con lo iodio.
Tuttavia la combinazione dello ioduro di mercurio(II) che è di arancione e del complesso amido-iodio blu intenso dà origine a una soluzione essenzialmente nera. Ma non finisce qui.
Raddoppiando la la concentrazione dello ione iodato, l’equilibrio IO3– +3 HSO3– ⇌ I– + 3 SO42- + 3 H+ si sposta a destra portando a una maggiore concentrazione di ioni ioduro nella soluzione. La maggiore concentrazione di ioni ioduro dà luogo all’equilibrio della formazione di ioni complessi triiodomercurio(II) secondo l’equilibrio HgI2 + I– (aq) ⇌ [HgI3]– e la reazione prosegue con la formazione dello ione complesso tetraiodomercurio(II) : HgI3– + I– ⇌ [HgI4]2-
L’aumentata concentrazione di ioni ioduro porta alla dissoluzione del precipitato di ioduro di mercurio(II) arancione e la formazione di ioni complessi trasparenti , con conseguente drastico scolorimento della soluzione.
