Come eseguire la dimostrazione chimica del triioduro di azoto

In questa spettacolare dimostrazione chimica, i cristalli di iodio vengono fatti reagire con ammoniaca concentrata per precipitare il triioduro di azoto (NI₃). Quindi io₃ viene quindi filtrato. Una volta asciutto, il composto è così instabile che il minimo contatto provoca la decomposizione in azoto gassoso e vapore di iodio, producendo uno "schiocco" molto forte e una nuvola di vapore di iodio viola.

Difficoltà: Facile

Tempo richiesto: Minuti

materiale

Per questo progetto sono necessari solo pochi materiali. Lo iodio solido e una soluzione concentrata di ammoniaca sono i due ingredienti chiave. Gli altri materiali vengono utilizzati per impostare ed eseguire la dimostrazione.

• fino a 1 g di iodio (non usarne più)
• ammoniaca acquosa concentrata (0.880 S.G.)
• carta da filtro o tovagliolo di carta
• ring ring (opzionale)
• piuma attaccata a un lungo bastone

Come eseguire la demo del triioduro di azoto

1. Il primo passo è preparare la NI₃. Un metodo è semplicemente versare fino a un grammo di cristalli di iodio in un piccolo volume di ammoniaca acquosa concentrata, lasciare riposare il contenuto per 5 minuti, quindi versare il liquido su una carta da filtro per raccogliere l'NI₃, che sarà un solido marrone scuro / nero. Tuttavia, se si macina in anticipo lo iodio pre-pesato con un mortaio / pestello, sarà disponibile una superficie più ampia affinché lo iodio reagisca con l'ammoniaca, dando una resa significativamente maggiore.
2. La reazione per la produzione del triioduro di azoto da iodio e ammoniaca è:
   3I₂ + NH₃ → NI₃ + 3Hi
3. Vuoi evitare di gestire la NI₃ affatto, quindi la mia raccomandazione sarebbe quella di organizzare la dimostrazione in anticipo di versare l'ammoniaca. Tradizionalmente, la dimostrazione utilizza un supporto ad anello su cui una carta da filtro bagnata con NI₃ viene posizionato con una seconda carta da filtro di NI umido₃ seduto sopra il primo. La forza della reazione di decomposizione su una carta provocherà la decomposizione anche sull'altra carta.
4. Per una sicurezza ottimale, installare il supporto ad anello con carta da filtro e versare la soluzione reagita sulla carta in cui deve avvenire la dimostrazione. Una cappa aspirante è la posizione preferita. Il luogo della dimostrazione deve essere privo di traffico e vibrazioni. La decomposizione è sensibile al tocco e verrà attivata dalla minima vibrazione.
5. Per attivare la decomposizione, solleticare la NI secca₃ solido con una piuma attaccata a un lungo bastone. Un metro stick è una buona scelta (non usare nulla di più corto). La decomposizione avviene secondo questa reazione:
   2ni₃ (s) → N₂ (g) + 3I₂ (G)
6. Nella sua forma più semplice, la dimostrazione viene eseguita versando il solido umido su un tovagliolo di carta in una cappa aspirante, lasciandolo asciugare e attivandolo con un metro stick.

La molecola di triioduro di azoto non è molto stabile. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Suggerimenti e sicurezza

1. Attenzione: questa dimostrazione deve essere eseguita solo da un istruttore, utilizzando le opportune precauzioni di sicurezza. Wet NI₃ è più stabile del composto secco, ma deve comunque essere maneggiato con cura. Lo iodio macchia gli indumenti e le superfici viola o arancione. La macchia può essere rimossa usando una soluzione di tiosolfato di sodio. Si consiglia la protezione di occhi e orecchie. Lo iodio è irritante per gli occhi e le vie respiratorie; la reazione di decomposizione è forte.
2. NI₃ nell'ammoniaca è molto stabile e può essere trasportato, se la dimostrazione deve essere eseguita in un luogo remoto.
3. Come funziona: NI₃ è altamente instabile a causa della differenza dimensionale tra gli atomi di azoto e iodio. Non c'è abbastanza spazio attorno all'azoto centrale per mantenere stabili gli atomi di iodio. I legami tra i nuclei sono sotto stress e quindi indeboliti. Gli elettroni esterni degli atomi di iodio vengono forzati in stretta vicinanza, il che aumenta l'instabilità della molecola.
4. La quantità di energia rilasciata dopo aver fatto esplodere NI₃ supera quello richiesto per formare il composto, che è la definizione di esplosivo ad alto rendimento.

fonti

• Ford, L. A .; Grundmeier, E. W. (1993). Magia chimica. Dover. p. 76. ISBN 0-486-67628-5.
• Holleman, A. F .; Wiberg, E. (2001). Chimica inorganica. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
• Silberrad, O. (1905). "La Costituzione del triioduro di azoto". Journal of the Chemical Society, Transazioni. 87: 55-66. doi: 10,1039 / CT9058700055
• Tornieporth-Oetting, I .; Klapötke, T. (1990). "Triioduro di azoto." Angewandte Chemie International Edition. 29 (6): 677-679. doi: 10.1002 / anie.199006771