Siarkowodór

Ben Valsler

Edward Elgar może być Ci znany z powodu swojej muzyki. Nawet jeśli nie znacie go z nazwiska, rozpoznacie melodie: królewski Land of Hope and Glory pochodzi z jego marsza Pomp and Circumstance. Elgar nie poprzestał na pisaniu ścieżek dźwiękowych do królewskich koronacji, ale dorabiał jako chemik. Oto Mike Freemantle.

Michael Freemantle

Jaką różnicę robi atom. Porównaj na przykład H2O i H2S. Woda jest cieczą w temperaturze pokojowej, nie pali się, ma niewielki lub żaden smak i jest niezbędna do życia. Siarkowodór z drugiej strony jest łatwopalnym gazem, pachnie jak zgniłe jajka i jest bardzo toksyczny.

Angielski kompozytor i zapalony chemik amator Edward Elgar mógł równie dobrze rozważać te punkty, gdy jeździł na rowerze po wzgórzach Malvern, szukając inspiracji dla swoich kompozycji muzycznych. W 1904 roku Elgar i jego żona Alice przenieśli się z Malvern do Hereford, gdzie w piwnicy urządził laboratorium chemiczne. Cztery lata później przeniósł laboratorium do szopy w ogrodzie na tyłach domu. W tym samym roku opatentował urządzenie do wytwarzania siarkowodoru, które nazwał „Elgar sulphuretted hydrogen apparatus.”

Nie był to pierwszy taki aparat. W artykule opublikowanym w Journal of the Chemical Society w 1864 r. angielski chemik analityczny Thomas Phipson opisał nowy aparat „do wytwarzania siarkowodoru… bez narażania operatora na nieprzyjemne i szkodliwe działanie gazu”. Przygotował on siarkowodór w butelce poprzez reakcję rozcieńczonego kwasu solnego z czymś, co nazwał „siarczkiem żelaza”. Związek ten jest obecnie znany jako siarczek żelaza(II) lub siarczek żelazawy. Inna butelka zawierająca roztwór wodorotlenku amonu zapobiegała wydostawaniu się niewykorzystanego gazu do laboratorium.

Przyrząd wynaleziony przez holenderskiego farmaceutę i wytwórcę instrumentów Petrusa Kippa w 1844 roku stał się jednym z najbardziej popularnych sposobów generowania siarkowodoru i innych gazów w laboratorium XX wieku. Aparat Kippa składa się z trzech komór ustawionych pionowo.

Pamiętam, jak mój szkolny nauczyciel chemii załadował środkową komorę bryłkami siarczku żelaza(II). Podawał on rozcieńczony kwas solny z górnej komory przez lejek do dolnej komory. Kwas podnosił się i zanurzał bryłki siarczku żelaza(II). Po otwarciu kranu podłączonego do środkowej komory, powstały w wyniku reakcji gaz – siarkowodór – wydostał się przez rurkę do słoika z gazem.

Ponieważ gaz jest cięższy od powietrza, opadł na dno słoika. Następnie nasz nauczyciel zapalił gaz. Spalił się niebieskim płomieniem, ku uciesze klasy, pozostawiając osad siarki na górnej wewnętrznej powierzchni słoika.

Następnie zademonstrował, że związek ten jest reduktorem, przepuszczając gaz przez roztwór nadmanganianu potasu. Różowy kolor zniknął dzięki redukcji jonów manganianu(VII) do jonów manganu(II).

Siarkowodór występuje naturalnie w niektórych gazach wulkanicznych i naturalnych, ropie naftowej, niektórych źródłach i innych źródłach wody. Jest również wytwarzany podczas mikrobiologicznego rozkładu materii zwierzęcej i roślinnej.

Pod koniec XIX wieku i przez większą część ubiegłego wieku siarkowodór był szeroko stosowany w laboratoriach jako odczynnik w systematycznej jakościowej analizie nieorganicznej.

Odczynnik ten był używany do wykrywania obecności niektórych kationów metali w roztworze. Te kationy, które obejmowały kadm(II), miedź (II), ołów(II) i rtęć(II), były wspólnie znane jako grupa miedziowa – lub ostatnio jako druga grupa analityczna kationów.

Gdy siarkowodór był dmuchany przez rozcieńczony roztwór kwasu solnego soli grupy miedziowej, siarczek się wytrącał. Kolory osadów dał pierwsze wskazanie metalu. Siarczek kadmu, na przykład, jest żółty. Jednak kilka innych siarczków jest czarnych. Następnie przeprowadzono dalsze testy w celu zidentyfikowania kationu. Na przykład, siarczek rtęci(II) jest jedynym siarczkiem z grupy miedzi, który jest nierozpuszczalny w gorącym, rozcieńczonym kwasie azotowym.

Ta forma analizy chemicznej była standardową częścią praktycznych kursów licencjackich z chemii aż do lat 70-tych. Ale jego użycie do identyfikacji metalu w soli często okazywało się skomplikowane i kłopotliwe. W dużej mierze wyszła ona z mody w ostatnich dekadach ubiegłego wieku wraz z pojawieniem się nowoczesnych instrumentalnych technik analitycznych. Obecnie, atomowa spektroskopia absorpcyjna i spektrometria mas z plazmą indukcyjnie sprzężoną są powszechnie stosowane do szybkiego oznaczania metali w związkach chemicznych. Chemicy analityczni i bez wątpienia większość studentów chemii może więc być wdzięczna, że nie muszą już używać siarkowodoru jako odczynnika analitycznego.

Ben Valsler

To był Mike Freemantle z siarkowodorem. W następnym tygodniu Georgia Mills nagradza nas uderzeniem istotnego neuroprzekaźnika.

Georgia Mills

Dopamina działa zarówno jako hormon, jak i neuroprzekaźnik oraz reguluje kilka ważnych funkcji – od uwagi i emocji po uczenie się i motywację. Dopamina odgrywa również rolę w zaspokojeniu seksualnym i w mdłościach, miejmy nadzieję, że nigdy nie mieszając tych dwóch funkcji.

Ben Valsler

Dołącz do Georgii w przyszłym tygodniu. Do tego czasu czekamy na Twoją wiadomość – napisz na [email protected] lub tweetnij @chemistryworld. Jestem Ben Valsler, dziękuję za przyłączenie się do mnie.