Cum se efectuează demonstrația chimică a triiodurii de azot

În această demonstrație chimică spectaculoasă, cristalele de iod reacționează cu amoniac concentrat pentru a precipita triiodura de azot (NI₃). Apoi eu₃ este apoi filtrată. Când este uscat, compusul este atât de instabil, încât cel mai mic contact îl determină să se descompună în gaze de azot și vapori de iod, producând un „priză” foarte puternic și un nor de vapori de iod violet..

Dificultate: Uşor

Timp cerut: Minute

materiale

Doar câteva materiale sunt necesare pentru acest proiect. Iodul solid și o soluție concentrată de amoniac sunt cele două ingrediente cheie. Celelalte materiale sunt utilizate pentru a configura și executa demonstrația.

• până la 1 g iod (nu folosiți mai mult)
• amoniac apos concentrat (0,880 S.G.)
• filtru de hârtie sau prosop de hârtie
• suport pentru inel (opțional)
• pene lipite de un băț lung

Cum să efectuați demonstrația cu triiodură de azot

1. Primul pas este pregătirea NI₃. O metodă este să turnați pur și simplu un gram de cristale de iod într-un volum mic de amoniac apos concentrat, lăsați conținutul să stea timp de 5 minute, apoi turnați lichidul pe o hârtie de filtru pentru a colecta NI₃, care va fi un solid maro închis / negru. Cu toate acestea, dacă macinați iodul pre-cântărit cu un mortar / un pestiliu în prealabil, o suprafață mai mare va fi disponibilă pentru ca iodul să reacționeze cu amoniacul, obținând un randament semnificativ mai mare.
2. Reacția pentru producerea triiodurii de azot din iod și amoniac este:
   3I₂ + NH₃ → NI₃ + 3HI
3. Doriți să evitați manipularea NI₃ deloc, așa că recomandarea mea ar fi să stabilesc demonstrația înainte de a turna amoniacul. În mod tradițional, demonstrația folosește un suport inelar pe care se află o hârtie de filtru umedă cu NI₃ se plasează cu oa doua hârtie filtrantă de NI umed₃ stând deasupra primului. Forța reacției de descompunere pe o hârtie va determina și descompunerea pe cealaltă hârtie.
4. Pentru o siguranță optimă, configurați suportul inelar cu hârtie filtrantă și turnați soluția reacționată peste hârtia unde trebuie să aibă loc demonstrația. Locul preferat este o glugă de fum. Locația demonstrativă trebuie să fie lipsită de trafic și vibrații. Descompunerea este sensibilă la atingere și va fi activată de cea mai mică vibrație.
5. Pentru a activa descompunerea, bifați NI uscat₃ solid cu o pene fixată pe un băț lung. Un stick de metru este o alegere bună (nu folosiți ceva mai scurt). Descompunerea are loc în funcție de această reacție:
   2NI₃ (s) → N₂ (g) + 3I₂ (G)
6. În forma sa cea mai simplă, demonstrația se realizează prin turnarea solidului umed pe un prosop de hârtie într-o capotă de fum, lăsându-l să se usuce și activând-o cu un stick de metru.

Molecula de triiodură de azot nu este foarte stabilă. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Sfaturi și siguranță

1. Atenție: Această demonstrație trebuie efectuată doar de către un instructor, folosind măsuri de siguranță adecvate. NI umed₃ este mai stabil decât compusul uscat, dar totuși trebuie manipulat cu grijă. Iodul va pata hainele și suprafețele violet sau portocaliu. Pata poate fi îndepărtată folosind o soluție de tiosulfat de sodiu. Protecția ochilor și a urechilor este recomandată. Iodul este un aparat respirator și iritant pentru ochi; reacția de descompunere este puternică.
2. NI₃ în amoniac este foarte stabil și poate fi transportat, dacă demonstrația se va efectua într-o locație îndepărtată.
3. Cum funcționează: NI₃ este extrem de instabilă datorită diferenței de dimensiune dintre atomii de azot și iod. Nu există suficient spațiu în jurul azotului central pentru a menține stabilit atomii de iod. Legăturile dintre nuclee sunt sub stres și, prin urmare, sunt slăbite. Electronii exteriori ai atomilor de iod sunt forțați în apropiere, ceea ce crește instabilitatea moleculei.
4. Cantitatea de energie eliberată la detonarea NI₃ depășește cea necesară pentru formarea compusului, care este definiția unui exploziv cu randament ridicat.

surse

• Ford, L. A.; Grundmeier, E. W. (1993). Magia chimică. Dover. p. 76. ISBN 0-486-67628-5.
• Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Chimie anorganică. San Diego: Presă academică. ISBN 0-12-352651-5.
• Silberrad, O. (1905). „Constituția triiodurii de azot”. Jurnalul Societății Chimice, Tranzacții. 87: 55-66. doi: 10.1039 / CT9058700055
• Tornieporth-Oetting, I.; Klapötke, T. (1990). "Triiodură de azot." Angewandte Chemie International Edition. 29 (6): 677-679. doi: 10.1002 / anie.199006771