Schwefelwasserstoff

Ben Valsler

Sie kennen Edward Elgar vielleicht wegen seiner Musik. Selbst wenn Sie ihn nicht beim Namen kennen, werden Sie die Melodien wiedererkennen: Das königliche Land of Hope and Glory stammt aus seinem Marsch Pomp and Circumstance. Elgar, der sich nicht damit begnügte, den Soundtrack für königliche Krönungen zu komponieren, hatte auch einen Nebenjob als Chemiker. Hier ist Mike Freemantle.

Michael Freemantle

Was für ein Unterschied ein Atom ist. Vergleichen Sie zum Beispiel H2O und H2S. Wasser ist bei Zimmertemperatur flüssig, brennt nicht, hat wenig oder keinen Geschmack und ist lebensnotwendig. Schwefelwasserstoff hingegen ist ein brennbares Gas, riecht nach faulen Eiern und ist hochgiftig.

Der englische Komponist und begeisterte Hobbychemiker Edward Elgar mag über diese Punkte nachgedacht haben, als er auf der Suche nach Inspiration für seine musikalischen Kompositionen durch die Malvern Hills radelte. Im Jahr 1904 zogen Elgar und seine Frau Alice von Malvern nach Hereford, wo er sich im Keller ein Chemielabor einrichtete. Vier Jahre später verlegte er das Labor in einen Schuppen im Garten. Im selben Jahr ließ er sich ein Gerät zur Herstellung von Schwefelwasserstoff patentieren, das er „Elgar-Schwefelwasserstoffapparat“

nicht der erste Apparat dieser Art war. In einem 1864 im Journal of the Chemical Society veröffentlichten Aufsatz beschrieb der englische analytische Chemiker Thomas Phipson einen neuen Apparat „zur Entwicklung von Schwefelwasserstoff … ohne den Bediener den unangenehmen und schädlichen Wirkungen des Gases auszusetzen. Er stellte den Schwefelwasserstoff in einer Flasche durch die Reaktion von verdünnter Salzsäure mit dem so genannten „Eisensulfid“ her. Die Verbindung ist heute als Eisen(II)-sulfid oder Eisen(II)-sulfid bekannt. Eine weitere Flasche, die Ammoniumhydroxidlösung enthielt, verhinderte, dass unbenutztes Gas in das Labor entweichen konnte.

Ein von dem niederländischen Apotheker und Instrumentenbauer Petrus Kipp 1844 erfundener Apparat wurde zu einer der beliebtesten Methoden zur Erzeugung von Schwefelwasserstoff und anderen Gasen im Labor des 20. Kipps Apparat besteht aus drei vertikal gestapelten Kammern.

Ich erinnere mich, dass mein Chemielehrer in der Schule die mittlere Kammer mit Klumpen von Eisen(II)-sulfid belud. Er leitete verdünnte Salzsäure aus der oberen Kammer durch einen Trichter in die untere Kammer. Die Säure stieg auf und überschwemmte die Eisen(II)-sulfid-Klumpen. Beim Öffnen eines Hahns, der mit der mittleren Kammer verbunden ist, entweicht das bei der Reaktion entstehende Schwefelwasserstoffgas durch ein Rohr in ein Gasgefäß.

Da das Gas schwerer als Luft ist, sinkt es auf den Boden des Gefäßes. Unser Lehrer zündete dann das Gas an. Es verbrannte mit einer blauen Flamme, sehr zur Freude der Klasse, und hinterließ eine Schwefelablagerung auf der oberen Innenseite des Gefäßes.

Dann demonstrierte er, dass die Verbindung ein Reduktionsmittel ist, indem er das Gas durch eine Kaliumpermanganatlösung sprudeln ließ. Die rosa Farbe verschwand aufgrund der Reduktion von Manganat(VII)-Ionen zu Mangan(II)-Ionen.

Schwefelwasserstoff kommt in der Natur in einigen vulkanischen und natürlichen Gasen, Rohöl und einigen Quellen und anderen Wasserquellen vor. Es entsteht auch bei der mikrobiellen Zersetzung von tierischen und pflanzlichen Stoffen.

Im späten 19. Jahrhundert und während eines Großteils des letzten Jahrhunderts wurde Schwefelwasserstoff in Laboratorien häufig als Reagenz für die systematische qualitative anorganische Analyse verwendet.

Das Reagenz wurde verwendet, um das Vorhandensein bestimmter Metallkationen in Lösung nachzuweisen. Diese Kationen, zu denen Cadmium(II), Kupfer(II), Blei(II) und Quecksilber(II) gehörten, wurden als Kupfergruppe – oder in jüngerer Zeit als zweite analytische Gruppe von Kationen – bezeichnet.

Wenn Schwefelwasserstoff durch eine verdünnte Salzsäurelösung eines Kupfersalzes gespült wurde, fiel das Sulfid aus. Die Farbe des Niederschlages gab einen ersten Hinweis auf das Metall. Kadmiumsulfid zum Beispiel ist gelb. Einige der Sulfide sind jedoch schwarz. Anschließend wurden weitere Tests durchgeführt, um das Kation zu identifizieren. Quecksilber(II)-sulfid ist beispielsweise das einzige Sulfid der Kupfergruppe, das in heißer verdünnter Salpetersäure unlöslich ist.

Diese Form der chemischen Analyse gehörte bis in die 1970er Jahre zum Standardrepertoire von Chemiepraktika im Grundstudium. Doch ihre Anwendung zur Identifizierung eines Metalls in einem Salz erwies sich oft als kompliziert und umständlich. Mit dem Aufkommen moderner instrumenteller Analysetechniken geriet sie in den letzten Jahrzehnten des letzten Jahrhunderts weitgehend aus der Mode. Heutzutage werden die Atomabsorptionsspektroskopie und die induktiv gekoppelte Plasmamassenspektrometrie üblicherweise für die schnelle Bestimmung von Metallen in Verbindungen eingesetzt. Analytische Chemiker und zweifellos die meisten Chemiestudenten können daher dankbar sein, dass sie Schwefelwasserstoff nicht mehr als analytisches Reagenz verwenden müssen.

Ben Valsler

Das war Mike Freemantle mit Schwefelwasserstoff. Nächste Woche belohnt uns Georgia Mills mit einem Treffer eines lebenswichtigen Neurotransmitters.

Georgia Mills

Es wirkt sowohl als Hormon als auch als Neurotransmitter und reguliert mehrere wichtige Funktionen – von Aufmerksamkeit und Emotion bis hin zu Lernen und Motivation. Dopamin spielt auch eine Rolle bei der sexuellen Befriedigung und bei der Übelkeit, wobei man hoffentlich nie beides vermischt.

Ben Valsler

Nächste Woche ist Georgia wieder dabei. Bis dahin warten wir darauf, von Ihnen zu hören – schreiben Sie eine E-Mail an [email protected] oder tweeten Sie @chemistryworld. Ich bin Ben Valsler, danke fürs Mitmachen.