Apparato di Scarano: funzionamento.
Il cosiddetto Apparato di Scarano è un semplice dispositivo utilizzato per produrre piccole quantità di gas in laboratorio, mediante reazione tra un reagente solido e uno liquido.
L’uso più frequente è la produzione di idrogeno solforato, sfruttando la reazione tra un solfuro (in genere di ferro) e l’acido cloridrico.
Il punto di forza di questo apparato è la sua estrema semplicità e praticità di utilizzo: una volta capito il principio di funzionamento, può essere anche autocostruito con parti di comune ed economico reperimento.
Questo apparato è indicato per generare piccole quantità di gas… per volumi più importanti diventa indispensabile l’utilizzo di un apparato apposito tipo il Kipp o altre soluzioni analoghe.

Come è fatto?
Si parte da una bottiglia in plastica, di quelle di uso comune in laboratorio del volume di circa 250 cc. Ad essa, sulla calotta superiore, è praticato un forellino da 5 mm circa al quale si adatta un tappo in gomma. Nel collo della bottiglia si inserisce un tubo di vetro aperto ad entrambe le estremità. Questa è l’operazione più critica in quanto il tubo deve avere l’esatto diametro del collo di plastica in modo che si possa accoppiare con un minimo di forzatura, garantendo tenuta d'aria tra tubo e bottiglia. Questa tenuta può anche essere assicurata adattando l’eventuale "gap" di diametri con del silicone o altro materiale idoneo. Il tubo di vetro deve essere di lunghezza tale da arrivare quasi sul fondo della bottiglia.
Il tubo presenta un rigonfiamento a circa metà lunghezza: esso è la camera di reazione. Questo rigonfiamento può essere ottenuto agevolmente soffiando il vetro dopo averlo scaldato su un bunsen.
Nella parte superiore del tubo si adatta un tappo forato nel quale passa un tubicino di vetro dal quale si preleva il gas prodotto attraverso un tubo in gomma o altro materiale adatto.
 
   

Come funziona?
Una volta predisposto il tutto, nel tubo di vetro si inserisce della lana di vetro o materiale equivalente resistente agli acidi, in modo che riempia circa un paio di cm di tubo e la cui parte superiore sia la “base” della camera di reazione. Questo materiale deve essere pressato in modo che non si muova nel tubo ma che allo stesso momento faccia filtrare il liquido. Tenendo l’apparato in verticale, si toglie il tappino laterale dalla bottiglia di base e si versa l’acido dall’estremità superiore del tubo. L’acido filtrerà attraverso la lana di vetro e scenderà nella bottiglia. Per la quantità, regolarsi in modo tale che il livello dell’acido arrivi circa 15 mm sotto il tappino di gomma: se la bottiglia è da 250 ml ad esempio, basteranno poco meno di 200 ml di acido.
A questo punto introdurre il reagente solido dall’alto del tubo: questo si fermerà sulla lana di vetro interna. Ora tappare con il tappo forato la sommità del tubo.
 
Partiamo!
Per avviare la reazione è semplicissimo: chiuso il tappino laterale, premere sui fianchi della bottiglia: l’acido per la pressione risalirà lungo il tubo di vetro, passerà attraverso la lana di vetro e entrerà in contatto con il reagente solido e la reazione avrà inizio. Togliere il tappino, rilasciare la pressione facendo“rigonfiare” la bottiglia e richiudere immediatamente, in modo da mantenere la contropressione necessaria a tener su la colonna di acido. Se una sola “pressata” non fosse sufficiente a inondare tutta la camera di reazione, basta ripetere il ciclo. La presenza della lana di vetro farà si che quando si toglie il tappo, l’acido non ricoli giù immediatamente nella bottiglia a causa dell’assenza di contropressione.
La reazione procede finché c’è disponibilità di reagenti.
 
 
Abbiamo finito, e ora?
Per fermare la reazione è semplicissimo: basta togliere il tappino laterale e attendere qualche istante: la colonna di acido, non più controbilanciata dalla pressione nella bottiglia, scenderà passando attraverso la lana di vetro, riportandosi a livello nella bottiglia stessa. I due reagenti sono separati la reazione si ferma.
Questa operazione può essere fatta anche se si notasse un “esaurimento” dell'acido nella camera di reazione: in questo caso ciò comporta un rimescolamento dello stesso e la possibilità di lavorare sempre con reagenti “freschi”.
 
 
Questo in breve il funzionamento.
Io conobbi e usai per la prima volta questo apparato alla fine degli anni ’80 del secolo scorso,  :-D non ne ho da farvelo vedere ora perché nel frattempo quello che avevo si è disintegrato: la foto che ho messo l’ho presa in rete ma è assolutamente identico a quello che avevo io.
 
Spero di aver fatto cosa gradita con questa piccola spiegazione: molti di noi spesso non hanno accesso ad apparecchiature complesse e costose (per un kipp di buona qualità ci vogliono quasi 250 euro) e in questi casi l’arte di arrangiarsi è tutto: avere a disposizione soluzioni semplici e sicuramente funzionanti spesso può essere risolutivo in molti casi.


La prossima descrizione tratterà invece proprio il Kipp.... ho notato che in questo forum manca tale argomento e penso sia una mancanza davvero grave!!!  :-D :-D :-D 

Un saluto
Luigi
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Ottima spiegazione. Questa è vera chimica da laboratorio di casa (o quasi).
Purtroppo apparecchiature più complesse, in vetro normalizzato, da laboratorio non casalingo costano e non sono cose che magari uno possa permettersi all'inizio.
E sinceramente lavorare da subito con quantità grosse di solfuro di idrogeno non è cosa che farei neanche io che un po' di mano ed esperienza ce l'ho...
La regola da seguire sempre è operare con serietà, precauzione e logica.
Non vedo l'ora allora di leggere la discussione sul Kipp!
La chimica è una cosa che serve a tutto. Serve a coltivarsi, serve a crescere, serve a inserirsi in qualche modo nelle cose concrete.
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Grazie Luigi per la spiegazione! giusto l'altro giorno in un thread avevo chiesto come funzionasse questo apparato
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(2021-04-01, 10:38)ChemLore Ha scritto: Grazie Luigi per la spiegazione! giusto l'altro giorno in un thread avevo chiesto come funzionasse questo apparato

Si, infatti ho preso spunto dalla tua domanda dall'altra parte per approfondire l'argomento :-)

Vedi se riesci a confezionarne uno, come hai visto non è affatto difficile, e poi magari posti i risultati qua!

Un saluto
Luigi
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