Solfuro di idrogeno

Ben Valsler

Si può conoscere Edward Elgar per la sua musica. Anche se non lo conoscete per nome, riconoscerete le melodie: la regale Land of Hope and Glory viene dalla sua marcia Pomp and Circumstance. Roba emozionante, ma non contento di scrivere solo la colonna sonora delle incoronazioni reali, Elgar aveva un secondo lavoro come chimico. Ecco Mike Freemantle.

Michael Freemantle

Che differenza fa un atomo. Confrontate H2O e H2S per esempio. L’acqua è un liquido a temperatura ambiente, non brucia, ha poco o nessun sapore ed è essenziale per la vita. Il solfuro di idrogeno invece è un gas infiammabile, puzza di uova marce ed è altamente tossico.

Il compositore inglese e appassionato chimico dilettante Edward Elgar potrebbe aver riflettuto su questi punti mentre pedalava intorno alle Malvern Hills, cercando ispirazione per le sue composizioni musicali. Nel 1904, Elgar e sua moglie Alice si trasferirono da Malvern a Hereford dove allestì un laboratorio di chimica nel seminterrato. Quattro anni dopo spostò il laboratorio in un capanno nel giardino posteriore. Lo stesso anno, brevettò un dispositivo per produrre idrogeno solforato che chiamò “l’apparato di idrogeno solforato di Elgar”

Non fu il primo apparato del genere. In un articolo pubblicato nel Journal of the Chemical Society nel 1864, il chimico analitico inglese Thomas Phipson descrisse un nuovo apparato “per evolvere l’idrogeno solforato… senza esporre l’operatore agli effetti sgradevoli e nocivi del gas”. Egli preparò l’idrogeno solforato in una bottiglia dalla reazione dell’acido cloridrico diluito con quello che chiamò ‘solfuro di ferro’. Il composto è ora conosciuto come solfuro di ferro (II) o solfuro ferroso. Un’altra bottiglia contenente una soluzione di idrossido di ammonio impediva la fuoriuscita di qualsiasi gas inutilizzato nel laboratorio.

Un apparato inventato dal farmacista e costruttore di strumenti olandese Petrus Kipp nel 1844 divenne uno dei modi più popolari di generare idrogeno solforato e altri gas nel laboratorio del 20° secolo. L’apparato di Kipp consiste in tre camere impilate verticalmente.

Ricordo il mio insegnante di chimica della scuola che caricava la camera centrale con grumi di solfuro di ferro(II). Ha alimentato l’acido cloridrico diluito dalla camera superiore attraverso un imbuto nella camera inferiore. L’acido saliva fino a sommergere i grumi di solfuro di ferro (II). Aprendo un rubinetto collegato alla camera centrale, il gas di idrogeno solforato generato dalla reazione è fuoriuscito attraverso un tubo in un barattolo di gas.

Poiché il gas è più pesante dell’aria, è affondato sul fondo del barattolo. Il nostro insegnante ha poi acceso il gas. Ha bruciato con una fiamma blu, per la gioia della classe, lasciando un deposito di zolfo sulla superficie interna superiore del barattolo.

Ha poi dimostrato che il composto è un agente riducente facendo gorgogliare il gas attraverso una soluzione di permanganato di potassio. Il colore rosa è scomparso a causa della riduzione degli ioni manganato(VII) a ioni manganese(II).

Il solfuro di idrogeno si trova naturalmente in alcuni gas vulcanici e naturali, nel petrolio grezzo e in alcune sorgenti e altre fonti di acqua. Viene anche prodotto durante il decadimento microbico della materia animale e vegetale.

Nel tardo XIX secolo e per gran parte del secolo scorso, il solfuro di idrogeno era ampiamente usato nei laboratori come reagente nell’analisi inorganica qualitativa sistematica.

Il reagente veniva utilizzato per rilevare la presenza di alcuni cationi metallici in soluzione. Questi cationi, che includevano cadmio (II), rame (II), piombo (II) e mercurio (II), erano conosciuti collettivamente come il gruppo del rame – o più recentemente come il secondo gruppo analitico di cationi.

Quando il solfuro di idrogeno veniva fatto gorgogliare attraverso una soluzione diluita di acido cloridrico di un sale del gruppo del rame, il solfuro precipitava fuori. I colori del precipitato davano la prima indicazione del metallo. Il solfuro di cadmio, per esempio, è giallo. Ma diversi solfuri sono neri. Sono stati poi effettuati ulteriori test per identificare il catione. Il solfuro di mercurio (II), per esempio, è l’unico dei solfuri del gruppo del rame che è insolubile in acido nitrico diluito caldo.

Questa forma di analisi chimica era una parte standard dei corsi pratici universitari di chimica fino agli anni 70. Ma il suo uso per identificare un metallo in un sale si è spesso rivelato complicato e macchinoso. È passato in gran parte di moda negli ultimi decenni del secolo scorso con l’avvento delle moderne tecniche analitiche strumentali. Al giorno d’oggi, la spettroscopia di assorbimento atomico e la spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente sono comunemente usati per la determinazione rapida dei metalli nei composti. I chimici analitici e senza dubbio la maggior parte degli studenti di chimica possono quindi essere grati di non dover più usare l’idrogeno solforato come reagente analitico.

Ben Valsler

Quello era Mike Freemantle con l’idrogeno solforato. La prossima settimana, Georgia Mills ci premia con una dose di un neurotrasmettitore vitale.

Georgia Mills

Agisce sia come un ormone che come un neurotrasmettitore, e regola diverse funzioni importanti – dall’attenzione ed emozione all’apprendimento e alla motivazione. La dopamina gioca anche un ruolo nella gratificazione sessuale e nella nausea, sperando di non mescolare mai le due cose.

Ben Valsler

Incontra Georgia la prossima settimana. Fino ad allora, stiamo aspettando di sentire da te – email [email protected] o tweet @chemistryworld. Sono Ben Valsler, grazie per esserti unito a me.