Ako vykonať demonštráciu chémie trijodidu dusíka

Jednoduchá a dramatická demonštrácia trijodidu dusíka

Kryštály jódu sa ľahko menia na plynnú fázu. Matt Meadows, Getty Images

V tomto veľkolepom ukážka chémie kryštály jódu reagujú s koncentrovaným amoniakom, aby sa vyzrážal trijodid dusitý (NI₃). Potom som₃sa potom odfiltruje. Keď je suchý, zlúčenina je tak nestabilný, že najmenší kontakt spôsobí jeho rozklad na plynný dusík a jód para, ktorá vytvára veľmi hlasné „prasknutie“ a oblak purpurových výparov jódu.

Obtiažnosť: Jednoduché

Požadovaný čas: Minúty

Materiály

Pre tento projekt je potrebných len niekoľko materiálov. Pevný jód a koncentrovaný roztok amoniaku sú dve kľúčové zložky. Ostatné materiály sa používajú na nastavenie a vykonanie demonštrácie.

• do 1 g jódu (viac nepoužívajte)
• koncentrovaný vodný amoniak (0,880 S.G.)
• filtračný papier alebo papierová utierka
• stojan na prstene (voliteľné)
• pierko pripevnené na dlhej palici

Ako vykonať ukážku trijodidu dusíka

1. Prvým krokom je príprava NI₃. Jednou z metód je jednoducho naliať až gram kryštálov jódu do malého objemu koncentrovaného vodného amoniaku, nechať obsah 5 minút odstáť, potom preliať kvapalinu cez filtračný papier, aby sa zachytil NI.₃, čo bude tmavohnedá/čierna pevná látka. Ak však vopred navážený jód rozdrvíte v mažiari/paličke, bude k dispozícii väčšia plocha na to, aby jód reagoval s amoniakom, čím sa dosiahne výrazne väčší výťažok.
2. Reakcia na výrobu trijodidu dusnatého z jódu a amoniaku je:
   3I_dva+ NH₃→ IS₃+ 3HI
3. Chcete sa vyhnúť manipulácii s NI₃vôbec, takže moje odporúčanie by bolo pripraviť demonštráciu v predstihu pred vyliatím čpavku. Tradične sa pri demonštrácii používa prstencový stojan, na ktorý je navlhčený filtračný papier s NI₃sa umiestni s druhým filtračným papierom vlhkého NI₃sediaci nad prvým. The sila rozkladnej reakcie na jednom papieri spôsobí rozklad aj na druhom papieri.
4. Pre optimálnu bezpečnosť umiestnite kruhový stojan s filtračným papierom a nalejte zreagovaný roztok na papier, kde sa má demonštrovať. Preferovaným umiestnením je digestor. Miesto predvádzania by malo byť bez premávky a vibrácií. Rozklad je citlivý na dotyk a aktivuje sa najmenšou vibráciou.
5. Ak chcete aktivovať rozklad, pošteklite suchý NI₃pevný s pierkom pripevneným na dlhej palici. Dobrou voľbou je metrová tyč (nepoužívajte nič kratšie). K rozkladu dochádza podľa tejto reakcie:
   2NI₃(s) → N_dva(g) + 3I_dva(g)
6. Vo svojej najjednoduchšej forme sa demonštrácia vykonáva naliatím vlhkej pevnej látky na papierovú utierku v digestore , nechajte ho vyschnúť a aktivujte ho pomocou meracej tyče.

Molekula trijodidu dusíka nie je veľmi stabilná. DIZAJN LAGUNA / Getty Images

Tipy a bezpečnosť

1. Upozornenie: Túto ukážku by mal vykonávať iba inštruktor s použitím správnych bezpečnostných opatrení. Mokré NI₃je stabilnejšia ako suchá zmes, ale aj tak by sa s ňou malo zaobchádzať opatrne. Jód zafarbí odev a povrchy do fialova alebo oranžova. Škvrnu je možné odstrániť pomocou roztoku tiosíranu sodného. Odporúča sa ochrana očí a sluchu. Jód dráždi dýchacie cesty a oči; rozkladná reakcia je hlasný.
2. IN₃v čpavku je veľmi stabilný a môže sa prepravovať, ak sa demonštrácia má vykonať na vzdialenom mieste.
3. Ako to funguje: NI₃je vysoko nestabilný kvôli rozdielu veľkosti medzi atómami dusíka a jódu. Okolo centrálneho dusíka nie je dostatok miesta na udržanie atómy jódu stabilný. Väzby medzi jadrami sú pod napätím, a preto sú oslabené. Vonkajšie elektróny atómov jódu sú pritlačené do tesnej blízkosti, čo zvyšuje nestabilitu molekuly.
4. Množstvo energie uvoľnenej pri detonácii NI₃presahuje množstvo potrebné na vytvorenie zlúčeniny, čo je definícia vysokého výťažkuvýbušný.

Zdroje

• Ford, L.A.; Grundmeier, E. W. (1993). Chemická mágia ... Dover. p. 76. ISBN 0-486-67628-5.
• Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Anorganická chémia ... San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5
• Silverrad, O. (1905). 'Ústava trijodidu dusíka.' Journal of the Chemical Society, Transactions . 87: 55-66. doi: 10.1039/CT9058700055
• Tornieporth-Oetting, I.; Klapötke, T. (1990). 'Tridoxid dusíka.' Medzinárodné vydanie Applied Chemistry . 29 (6): 677-679. doi: 10.1002/akýkoľvek.199006771