CHIMICA sperimentale

Mi sa che per trovare il Salofene in bottiglia oggi bisogna andare a Istanbul, o giù di lì.
Infatti è lì che l'ho trovato qualche giorno fa.

Naturalmente non sono andato nella vecchia Costantinopoli per cercare cose di questo tipo, ma solo per onorare come posso (purtroppo in maniera sempre più scalcinata) il mio primo e fondamentale hobby, che sarebbe (ho detto "sarebbe"...) quello di viaggiare in lungo e in largo per il mondo seguendo solo i suggerimenti estemporanei della fantasia.

Siccome per me il vedere posti nuovi è una necessità quasi vitale, come minimo "semel in anno" mi devo muovere, naturalmente sacrificando qualcos'altro.
Per farla breve, son tornato dopo tantissimi anni nel paese di Ataturk per verificare se la sempre suggestiva vecchia capitale è ancora come la ricordavo.
(No, non lo è proprio! Ma niente paura, non voglio stravolgere il blog cominciando a parlare di queste mie esperienze socio-geografiche. Solo una nota: fin che son stato via lei si è fatta i suoi bei quindici milioni di abitanti...).

In ogni caso, facendo il turista mi sono imbattuto nella vetrina di una farmacia e ...fermi tutti!
-Forse Paoloalbert ha visto qualcosa di chimico- dicono i miei accompagnatori.
Vero! Almeno adesso ho una immagine diversa dalle solite da portar a casa; la aggiungerò alle moschee, alla folla, a tutto ciò che si può vedere, immaginare o fotografare in una città affascinante come Istanbul.

Ecco il mio bottino fotografico: a sinistra c'è una bottiglia di Tannibismuth, al centro una di Essence de Girofles (chiodi di garofano) e a destra quella di Salophene.
Ancora più a destra un'altra della quale dirò poi.

Vecchi residui dei primi del novecento, messi in vetrina giusto per attirare l'attenzione di qualcuno come me.

Il Tannibismuth era tannato di bismuto; ho letto che con una trentina di cg si curavano i problemi intestinali dei bambini... bah, piuttosto dell'antimonio, meglio il bismuto!

L'essenza di chiodi di garofano (eugenolo e derivati) era un buon disinfettante per la bocca, utile per il mal di denti. Di questo rimedio mi fiderei di più.

Il salofene (4-acetamidofenil-2-idrossibenzoato)

è più interessante: è un famoso medicinale della Bayer commercializzato a cavallo tra l'ottocento e il novecento, con azione antireumatica, antipiretica e antinevralgica. Infatti la molecola contiene sia l'acido salicilico che il paracetamolo, i quali si formano nell'intestino dopo l'assunzione.
Era assai meno irritante dell'acido salicilico e molto meno tossico dell'allora diffuso salolo (salicilato di fenile).

Vicino a queste bottigliette ce n'era un'altra, vuota ma con l'etichetta ancora più interessante: aveva contenuto il famoso Kermes minerale, un composto ottenuto da carbonato di potassio e ossido/solfuro di antimonio dal bel colore rosso.
Il Kermes è stato ritenuto per un paio di secoli una vera panacea, dato che veniva impiegato come antiinfiammatorio, diaforetico, contro la febbre ostinata, contro l'epilessia, come emetico...
Essendo a base di antimonio, per quest'ultimo uso credo che fosse veramente efficiente: o tutto su, o tutto giù, paziente compreso!

Sono sicuro che quando sono stato la prima volta a Istanbul, cercandoli avrei trovato in farmacia sia il salofene che il kermes, e me li avrebbero pesati con una bella bilancina in ottone.
Adesso pazienza; nell'era dei blisters anche da quelle parti, accontentiamoci di vedere questi storici rimedi solo in fotografia.

Conservo gelosamente delle vecchissime riviste di mio padre degli anni '50, molto diffuse in quegli anni: Sistema Pratico, Sistema "a", e tante altre che ho trovato e acquisito anch'io molto più tardi.
Erano letture interessantissime per i "fai da te" di allora e lo sono ancora di più adesso se le vediamo dal punto di vista storico e sociologico.
Anch'esse rappresentano uno quei bellissimi specchi della differenza abissale (abissale è un eufemismo...) che intercorre tra il mondo d'oggi e quello che va tra il dopoguerra fino al boom di fine anni '60.

Erano riviste essenzialmente pratiche, dove si insegnava a costruire di tutto; si evince anche da qui che allora il mondo era TUTTO una "costruzione"... c'era un sole radioso all'orizzonte.
I contenuti costantemente trattati erano elettronica (ecco perchè me le ritrovo!), chimica (idem!), aeromodellismo, informazione scientifica a livello molto divulgativo, bricolage nel senso più estensivo di questo brutto neologismo.
Le varie realizzazioni andavano da una serietà ed ingegnosità ammirevole ad una ingenuità disarmante (certi progetti sono veramente delle "boiate pazzesche" e sono forse quelli più belli da leggere!), il tutto descritto con il caratteristico linguaggio retrò del tempo.

Si va dai ricevitori galena a quelli con i primissimi (e costosissimi!) transistor, alle gabbie per i conigli, al trasformatore per campanelli, all'aeromodello a razzo con nitro e zucchero, ai trasmettitori, alla sega circolare per la legna, al trattamento dei germogli con la colchicina (reperita a peso in farmacia!!!), alla sedia a sdraio, al tereminofono a valvole, ad una infinità di altri congegni ed esperimenti il cui limite è solo la fantasia.

Parlando di chimica, ingrandendo la schermata spero che si leggano sulla carta ingiallita dell'immagine le sei "preparazioni" che ho estratto dalla rivista Sistema Pratico di febbraio 1959.
Ho scelto questo piccolissimo stralcio perchè una di esse riguarda proprio la preparazione dell'acido solforico col metodo zolfo + nitrato + acqua, della quale ho ampiamente trattato poco tempo fa.
L'autore dell'articolo (un certo sig. Maurizio Giorgetti di Busto Arsizio) dichiara sicuro quanto segue:

"-Preparazione dell'acido solforico -

Si mescolino, in una provetta ben asciutta e pulita, mezzo cucchiaio di zolfo e mezzo di nitrato di potassio; riscaldate con molta prudenza il miscuglio, fino a che non si sprigionino dalla provetta vapori biancastri; a questo punto si aggiunga goccia a goccia una certa quantità di acqua: il liquido ottenuto risulterà acido solforico purissimo"-

Lo facciamo l'esperimentino? 

Meglio di no, caro e simpaticissimo sig. Maurizio... il risultato ce lo immaginiamo perfettamente, soprattutto la "purezza" di quell'acido solforico di risulta... ma tant'è, siamo nel '59, l'ottimismo evidentemente dilagava anche nella chimica casalinga!

Dicono che Van Googh non avrebbe mai potuto dipingere i suoi girasoli senza il Giallo di Cadmio.
Ci credo senza difficoltà, tanto è bello e solare il colore di questo pigmento a base di solfuro di questo metallo.
Vi sono in commercio varie tonalità di "gialli di cadmio", che vanno dal giallo limone all'aranciato, di composizione varia e difficilmente definibile; ogni fabbrica ha la sua formula segreta, fatto salvo l'ingrediente fondamentale.
Il colore dipende inoltre dal modo e dalle condizioni di preparazione del solfuro.
Aggiungo che a base di cadmio esiste un altro interessante pigmento, rosso questa volta, ed è il seleniuro CdSe.
I fedeli lettori di questo blog ricorderanno che tempo addietro avevo fatto il tentativo (perfettamente riuscito!) di estrarre il selenio dal pigmento rosso, tralasciando il metallo; oggi farò il contrario: estrarre il cadmio metallico dal giallo di Van Googh, scartando lo zolfo!
Girovagando in rete ho trovato questa bella esperienza che sfrutta in maniera didattica la legge dell'azione di massa e del prodotto di solubilità.
Come il solito cito soltanto i concetti teorici e non approfondisco (per questo ci sono il libri, o magari, se si ha fretta, ci si può rivolgre al più venerato di tutti i Santi moderni, San Google...).

La reazione da sfruttare in questo esperimento è la seguente:

CdS + CuSO4 --> CuS + CdSO4

Ma avviene una reazione del genere? CdS è del tutto insolubile in acqua! Ma verrà solo una pappetta gialla verdastra!

No, non viene una pappetta gialla verdastra... il trucco sta nello sfruttare il bassissimo prodotto di solubilità (Kps) del solfuro di rame rispetto a quello di cadmio.
Allora, se mettiamo in contatto il CdS (che è appunto apparentemente del tutto insolubile) con un sale di rame, quei pochissimi ioni solfuro S^2- che saranno in soluzione (il Kps del CdS è 1*10^-27) reagiranno con gli ioni rame a formare il CuS, il quale, avendo un Kps molto più basso (8*10^-37) precipiterà e si sottrarrà all'ambiente. E lui che comanda in questo caso, avendo il prodotto di solubilità inferiore!
Ma se ioni S^2- sono stati così consumati per formare CuS, altro CdS dovrà sciogliersi (per la legge dell'azione di massa il prodotto Cd²⁺ e S^2- deve essere costante) e il ciclo potrà continuare... fino al consumo totale del solfuro di cadmio che si sarà trasformato in solfato e alla precipitazione totale del rame che si sarà trasformato in solfuro!
Ecco che alla fine avremo ottenuto ioni cadmio in soluzione, sfruttabili per qualsiasi reazione.

Veniamo alla pratica.

Ho sciolto 22 g di solfato di rame in 100 ml di acqua calda e vi ho aggiunti poi 15 g di CdS pigmento, mescolando bene e portando pian piano all'ebollizione.
Ho usato un difetto di solfato rispetto al teorico per non avere poi sali di rame solubili nella soluzione finale.
Il colore passa subito dal giallo verdastro (giallo intenso + azzurro tenue) ad una tonalità sempre più scura, indice delle formazione del nerissimo solfuro di rame.
Lasciar bollire dolcemente per una ventina di minuti; alla fine la sospensione sarà assolutamente nera.
Non ho filtrato ma ho lasciato decantare tranquillamente, separando con una pipetta il liquido limpido dal fondo insolubile.
Saggiando la soluzione con ammoniaca e solfuro ammonico non si deve avere colorazione rispettivamente azzurra e nera, segno che tutto il rame è precipitato come solfuro.
Ottenuta la soluzione di solfato di cadmio si può procedere alla separazione di questo sale per evaporazione, cosa che farò in una esperienza successiva; siccome oggi si voleva ottenere solo il metallo, passiamo alla seconda fase del lavoro.

Il cadmio, essendo meno elettronegativo dello zinco (-0,40 V contro -0,76 V) viene da questo precipitato facilmente dalle sue soluzioni.
Ho immerso nella soluzione di CdSO4 una laminetta ben pulita di zinco, che si è istantaneamente ricoperta da una patina nera di cadmio metallico finemente suddiviso; ho lasciato in immersione per una giornata, ogni tanto staccando con una spatolina il prodotto aderente (ma non è indispensabile, quando il cadmio comincia a "pesare" si stacca da solo).

CdSO4 + Zn --> Cd + ZnSO4

Alla fine si può controllare che la reazione sia completa con una goccia di solfuro ammonico: non si deve avere nessuna tonalità gialla nel precipitato ma solo il bianco del solfuro di zinco.
Ho filtrato e lavato più volte, mettendo poi ad asciugare all'aria.
Ho ottenuto la polvere grigio scura che vediamo nell'immagine, accanto al giallo intenso del materiale di partenza (in realtà giallo puro, senza la nota verdastra della foto).

Il metallo così suddiviso si ossida facilmente per riscaldamento ben prima della fusione(321°), trasformandosi in ossido CdO bruno rossastro.Per fusione con cloruro ammonico il più possibile fuori del contatto dell'aria si può ottenere un bottoncino di cadmio metallico nella sua forma più classica (ho provato molto in piccolo, le foto non sarebbero state significative).

Ho ottenuto alla fine 7,9 g di metallo, pari a circa il 68% di resa; non mi aspettavo di più, considerando che ho scartato il CuS inglobante parecchia soluzione, i vari passaggi e che il materiale di partenza sicuramente non è CdS puro, ma solo un pigmento commerciale.

Ecco il cadmio polvere