Sulfură de hidrogen

Ben Valsler

Este posibil ca Edward Elgar să vă fie cunoscut pentru muzica sa. Chiar dacă nu-l cunoașteți după nume, îi veți recunoaște melodiile: regalul Land of Hope and Glory provine din marșul său Pomp and Circumstance. Lucruri emoționante, dar nu s-a mulțumit doar să compună coloana sonoră a încoronărilor regale, Elgar a avut și o activitate secundară ca chimist. Iată-l pe Mike Freemantle.

Michael Freemantle

Ce diferență face un atom. Comparați H2O și H2S, de exemplu. Apa este un lichid la temperatura camerei, nu arde, are un gust mic sau deloc și este esențială pentru viață. Pe de altă parte, hidrogenul sulfurat este un gaz inflamabil, miroase a ouă stricate și este foarte toxic.

Edward Elgar (1857 – 1934)

Compozitorul englez și chimist amator pasionat Edward Elgar s-ar putea să se fi gândit la aceste aspecte în timp ce se plimba cu bicicleta în jurul Malvern Hills în timp ce căuta inspirație pentru compozițiile sale muzicale. În 1904, Elgar și soția sa Alice s-au mutat de la Malvern la Hereford, unde și-a amenajat un laborator de chimie la subsol. Patru ani mai târziu, a mutat laboratorul într-un șopron din grădina din spate. În același an, a brevetat un dispozitiv pentru producerea hidrogenului sulfurat, pe care l-a numit „Aparatul Elgar de hidrogen sulfurat.”

Nu a fost primul aparat de acest fel. Într-o lucrare publicată în Journal of the Chemical Society în 1864, chimistul analitic englez Thomas Phipson a descris un nou aparat „pentru dezvoltarea hidrogenului sulfurat… fără a expune operatorul la efectele dezagreabile și nocive ale gazului”. El a preparat hidrogenul sulfurat într-o sticlă prin reacția acidului clorhidric diluat cu ceea ce el a numit „sulfură de fier”. Compusul este cunoscut în prezent sub numele de sulfură de fier(II) sau sulfură feroasă. O altă sticlă care conținea o soluție de hidroxid de amoniu a împiedicat scăparea gazului nefolosit în laborator.

Un aparat inventat de farmacistul și producătorul de instrumente olandez Petrus Kipp în 1844 a devenit una dintre cele mai populare metode de generare a hidrogenului sulfurat și a altor gaze în laboratorul secolului XX. Aparatul lui Kipp este format din trei camere suprapuse pe verticală.

Îmi amintesc că profesorul meu de chimie de la școală a încărcat camera din mijloc cu bucăți de sulfură de fier(II). El a introdus acid clorhidric diluat din camera de sus printr-o pâlnie în camera de jos. Acidul a urcat până a scufundat bucățile de sulfură de fier(II). La deschiderea unui robinet conectat la camera din mijloc, gazul de hidrogen sulfurat generat de reacție a scăpat printr-un tub într-un borcan de gaz.

Deoarece gazul este mai greu decât aerul, s-a scufundat pe fundul borcanului. Profesorul nostru a aprins apoi gazul. Acesta a ars cu o flacără albastră, spre încântarea clasei, lăsând un depozit de sulf pe suprafața interioară superioară a borcanului.

Apoi a demonstrat că acest compus este un agent reducător prin barbotarea gazului prin soluție de permanganat de potasiu. Culoarea roz a dispărut datorită reducerii ionilor de manganat(VII) în ioni de mangan(II).

Sulfura de hidrogen se găsește în mod natural în unele gaze vulcanice și naturale, în petrolul brut și în unele izvoare și alte surse de apă. Este, de asemenea, produs în timpul descompunerii microbiene a materiei animale și vegetale.

La sfârșitul secolului al XIX-lea și în cea mai mare parte a secolului trecut, hidrogenul sulfurat a fost utilizat pe scară largă în laboratoare ca reactiv în analiza anorganică calitativă sistematică și calitativă.

Reactivul a fost folosit pentru a detecta prezența anumitor cationi metalici în soluție. Acești cationi, care includeau cadmiul (II), cuprul (II), plumbul (II) și mercurul (II), erau cunoscuți în mod colectiv sub numele de grupa cuprului – sau, mai recent, sub numele de a doua grupă analitică de cationi.

Când hidrogenul sulfurat a fost barbotat printr-o soluție diluată de acid clorhidric a unei săruri din grupa cuprului, sulfura a precipitat. Culorile precipitatului au dat prima indicație a metalului. Sulfura de cadmiu, de exemplu, este galbenă. Dar mai multe dintre sulfuri sunt negre. S-au efectuat apoi teste suplimentare pentru a identifica cationul. Sulfura de mercur(II), de exemplu, este singura dintre sulfurile din grupa cuprului care este insolubilă în acid azotic diluat fierbinte.

Această formă de analiză chimică a fost o parte standard a cursurilor practice de licență de chimie până în anii 1970. Dar utilizarea sa pentru a identifica un metal într-o sare s-a dovedit adesea complicată și greoaie. Ea a ieșit în mare parte din modă în ultimele decenii ale secolului trecut, odată cu apariția tehnicilor analitice instrumentale moderne. În prezent, spectroscopia de absorbție atomică și spectrometria de masă cu plasmă cuplată inductiv sunt utilizate în mod obișnuit pentru determinarea rapidă a metalelor din compuși. Prin urmare, chimiștii analitici și, fără îndoială, majoritatea absolvenților de chimie pot fi recunoscători că nu mai sunt nevoiți să folosească hidrogenul sulfurat ca reactiv analitic.

Ben Valsler

Acesta a fost Mike Freemantle cu hidrogenul sulfurat. Săptămâna viitoare, Georgia Mills ne răsplătește cu o lovitură a unui neurotransmițător vital.

Georgia Mills

Acționează atât ca un hormon, cât și ca un neurotransmițător și reglează mai multe funcții importante – de la atenție și emoție la învățare și motivație. De asemenea, dopamina joacă un rol în gratificarea sexuală și în greață, sperăm să nu le amestecăm niciodată pe cele două.

Ben Valsler

Veniți alături de Georgia săptămâna viitoare. Până atunci, așteptăm să primim vești de la dumneavoastră – trimiteți un e-mail la [email protected] sau un tweet la @chemistryworld. Sunt Ben Valsler, vă mulțumesc că sunteți alături de mine.