Il saggio dell'hepar serve a riconoscere lo zolfo, S , in uno qualsiasi dei suoi composti (ad esempio solfati, bisolfati, solfiti, bisolfiti, tiosolfati, solfuri, zolfo elementare ecc).
Questo è possibile perchè il carbonio elementare è in grado di ridurre lo zolfo di qualsiasi composto a ione solfuro.
Esecuzione del saggio
Il saggio si esegue mescolando una punta di spatola della sostanza da analizzare a carbonato di sodio, Na2CO3 ; si porta poi il tutto su carbone e si espone alla fiamma riducente del bunsen. La massa viene portata a fusione. Successivamente si fa raffreddare la massa e si stacca, deponendola su una moneta o piastrina di argento. Sulla massa si fanno cascare una o due gocce di acqua. In presenza di un composto qualsiasi dello zolfo nella sostanza incognita si ha un annerimento della moneta (o piastrina) di argento in corrispondenza della superficie bagnata dall'acqua. L'annerimento è dovuto alla formazione di Ag2S , solfuro di argento.
Andiamo ora a vedere che cosa succede dal punto di vista chimico nei vari step del saggio.
1) La sostanza incognita viene mescolata con Na2CO3 . Il carbonato di sodio fonde facilmente e induce la fusione anche di sali e sostanze che normalmente non fonderebbero alla temperatura del saggio. Supponiamo, che il nostro composto solforato sia un solfato (evitiamo di scegliere un solfuro perchè la riduzione su carbonio sarebbe superflua) che indicheremo genericamente come MeSO4 . Quando scaldiamo questa sostanza insieme a Na2CO3 :
MeSO4 + Na2CO3 Na2SO4 + MeCO3
si ha una reazione di doppio scambio. Otteniamo il solfato alcalino (perchè abbiamo scelto il solfato come esempio, altrimenti avremmo ottenuto il solfito, solfuro ecc.) e il carbonato del nostro generico metallo Me (in questa sede non ci interessano ne la natura del metallo ne le reazioni a cui andrà incontro il carbonato).
Abbiamo correttamente indicato la reazione come un equilibrio. La reazione in effetti non va mai a completamento. Quello che ci interessa è ottenere il sale alcalino del nostro anione almeno in parte. In ogni caso, l'alta temperatura e l'eccesso di carbonato contribuiscono a spostare l'equilibrio verso destra.
Il nostro solfato alcalino sarà anch'esso fusibile alla temperatura del saggio.
Può capitare che la nostra massa, fondendo, venga adsorbita dal carbone poroso, compromettendo l'esito del saggio. Per scongiurare questo problema di solito, anzichè solo carbonato di sodio, si usa una miscela 2:1 di carbonato di sodio e borace (Na2B4O7 · 10H2O). La massa fusa che si forma è più viscosa e non viene quindi adsorbita dal carbone.
2) Continuando a scaldare, il nostro composto solforato alcalino (in questo caso il solfato) fonde e viene ridotto dal carbonio elementare del carbone o della fiamma riducente del bunsen a solfuro alcalino:
Na2SO4 + C° Na2S + CO2
A questo punto, dobbiamo verificare che si sia effettivamente formato del solfuro. A questo fine lasciamo raffreddare la massa fusa e la deponiamo sulla nostra superficie argentata.
3) Aggiungiamo poi una o due gocce d'acqua. Se si è formato il solfuro la parte bagnata della moneta si annerisce per formazione di Ag2S.
2Ag + Na2S + H2O + 1/2 O2 Ag2S + 2NaOH
Questo perchè, con l'ausilio dell'ossigeno disciolto in acqua, l'argento metallico viene ossidato ad Ag+ che contestualmente salifica con il solfuro proveniente dalla massa.
*in alternativa, si può operare in modo diverso, senza l'ausilio dell'argento. Una volta ottenuto il solfuro alcalino si acidifica con un qualsiasi acido forte per rilevare lo sviluppo di H2S:
Na2S + 2H+ H2S↑ + 2Na+
L'H2S svolto può essere fatto gorgogliare su cartina imbevuta di acetato di piombo:
H2S + Pb2+ PbS + 2H+
La cartina si annerisce per formazione di solfuro di piombo, nero. Questo metodo per rilevare H2S è già stato visto nella ricerca di cationi per gruppi.
