Molti di voi avranno sentito parlare del ‘Serpente del Faraone’ o lo avranno ammirato in qualche video sul web. Da un punto di vista chimico cosa accade? Quali sono le reazioni del tiocianato di mercurio che consentono la sua crescita?
La reazione di combustione del tiocianato di mercurio(II) o solfocianuro mercurico è una delle più conosciute della chimica. La sua fama è indubbiamente dovuta alla spettacolarità legata alla comparsa del prodotto di combustione, noto come serpente del faraone. L’esperimento è una buona dimostrazione chimica, ma può essere eseguito solo in laboratori adeguatamente attrezzati (con cappa aspirante, ad es.) per via del carattere altamente tossico di reagenti e prodotti.
Il tiocianato di mercurio si presenta a temperatura ambiente come un solido bianco inodore. Come tutti i derivati del mercurio è un composto dannoso per l’ambiente, oltre che per l’uomo. In presenza di una fonte di calore sufficientemente elevata il tiocianato di mercurio avvia una reazione descrivibile con alcuni step:
2Hg(SCN)2 → 2HgS + CS2 + C3N4 (1)
In primo luogo sono prodotti solfuro mercurico (HgS), nitruro di carbonio(IV) e disolfuro di carbonio (CS2) che è irritante, infiammabile e ha un odore sgradevole. I fumi sprigionati devono essere opportunamente smaltiti. La reazione permette al serpente del faraone di crescere, ed è accompagnata da una fiamma blu che all’occorrenza può sfumare in colore giallo/arancione. Ciascuno dei prodotti di reazione della (1) reagisce a sua volta. Stabilire l’ordine preciso delle successive trasformazioni non è cosa da poco, considerando che esse avvengono in tempi brevissimi l’una dall’altra o simultaneamente. In linea di massima, nel secondo step abbiamo che:
CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 (1a)
avevamo detto che il disolfuro di carbonio fosse infiammabile…e infatti reagisce con l’ossigeno dell’aria istantaneamente formando anidride carbonica e anidride solforosa! Questa reazione è esotermica e con l’aumento della temperatura comincia il terzo step:
2C3N4 → 3(CN)2 + N2 (1b)
che porta alla decomposizione del terzo prodotto di reazione della (1) cianogeno e azoto molecolare. Per finire, il solfuro mercurico reagisce con l’ossigeno:
HgS + O2 → Hg + SO2 (1c)
liberando altri fumi di mercurio e anidride solforosa. Se l’esperimento venisse condotto sotto una teca trasparente, potremmo notare la formazione di una patina grigia a causa dei vapori di Hg.
Finalmente è arrivato il momento di goderci questa spettacolare reazione chimica. Il serpente del faraone, colorato d’oro e d’antico, cresce attorcigliandosi su se stesso e si eleva da una massa bianca in tutto il suo splendore:
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