Tetrossido di osmio: proprietà, sintesi, reazioni
Il tetrossido di osmio OsO4 è una sostanza chimica tossica, volatile, rara e costosa usata come agente di colorazione per campioni biologici esaminati con microscopi elettronici. Il suo vapore può causare irritazione agli occhi, pelle, e danni ai polmoni.
Il tetrossido di osmio noto come ossido di osmio (VIII) è un esempio del massimo stato di ossidazione in cui compare un elemento di transizione. L’osmio ha configurazione elettronica [Xe] 4f14 5d6 6s2 e pertanto, oltre al numero di ossidazione +4 che è il più comune, presenta altri stati di ossidazione tra cui +8 come nel caso di OsO4.
Proprietà del tetrossido di osmio
Ha una geometria tetraedrica con un angolo di legame O-Os-O ci 109.5° ed è quindi una molecola apolare. Si presenta come un solido cristallino con una temperatura di fusione di 40°C e una temperatura di ebollizione di 130°.
L’alta tossicità e l’alta volatilità del composto rendono il tetrossido di osmio particolarmente pericoloso se non viene conservato e manipolato in modo appropriato.
Il tetrossido di osmio è una sostanza incolore ma ad esso viene attribuito il colore giallo a causa della presenza del biossido di osmio OsO2 che è di colore giallo marrone.
E’ solubile in molti solventi organici come il tetracloruro di carbonio e il t-butanolo e moderatamente solubile in acqua.
Sintesi
Viene ottenuto portando il metallo alla temperatura di 400°C in presenza di ossigeno secondo la reazione:
Os + 2 O2 → OsO4
Il tetrossido di osmio è un acido di Lewis ed ha proprietà ossidanti.
Reazioni
Viene ridotto dall’idrogeno molecolare a osmio metallico secondo la reazione:
OsO4 + 4 H2 → Os + 4 H2O
Il tetrossido di osmio è un efficace agente ossidante per la conversione di un alchene in un glicole vicinale. Questa reazione è stereospecifica in quanto porta a un’addizione syn dei due gruppi –OH evidenziabile dalla reazione, ad esempio, del cicloesene che dà luogo alla formazione del cis,1,2-cicloesandiolo.
Meccanismo
Il meccanismo della reazione prevede la formazione di un osmiato ciclico che giustifica il tipo di stereoselettività.
In presenza di un agente ossidante come H2O2 che rigenera l’osmio (VI) prodotto a osmio (VIII), il tetrossido di osmio, viene usato in quantità catalitiche per l’ossidazione degli alcheni:
