Как проводить демонстрацию химического состава трииодида азота

В этой захватывающей демонстрации химии кристаллы йода реагируют с концентрированным аммиаком с осаждением трииодида азота (NI 3 ). Затем NI 3 отфильтровывается. В сухом состоянии соединение настолько нестабильно, что малейший контакт вызывает его разложение на газообразный азот и пары йода, вызывая очень громкий “щелчок” и облако пурпурных паров йода.

Сложность: Легко

Требуемое время: минут

Материалы

Для этого проекта требуется лишь несколько материалов. Два ключевых ингредиента – твердый йод и концентрированный раствор аммиака. Остальные материалы используются для настройки и проведения демонстрации.

  • до 1 г йода (больше не используйте)
  • концентрированный водный раствор аммиака (0,880 SG)
  • фильтровальная бумага или бумажное полотенце
  • кольцевая подставка (необязательно)
  • перо прикреплено к длинной палке

Как провести демонстрацию трииодида азота

  1. Первый шаг – подготовить NI 3 . Один из методов состоит в том, чтобы просто вылить до грамма кристаллов йода в небольшой объем концентрированного водного аммиака, дать содержимому отстояться в течение 5 минут, затем вылить жидкость на фильтровальную бумагу, чтобы собрать NI 3 , который будет темно-коричневым/черным твердым телом. Однако, если предварительно измельчить предварительно взвешенный йод в ступке/пестике, будет доступна большая площадь поверхности для реакции йода с аммиаком, что даст значительно больший выход.
  2. Реакция на получение трийодида азота из йода и аммиака:
    3I 2 + NH 3 → NI 3 + 3HI
  3. Вы хотите вообще избежать обработки NI 3 , поэтому я рекомендую настроить демонстрацию до слива аммиака. Традиционно в демонстрации используется кольцевая подставка, на которую помещается влажная фильтровальная бумага с NI 3 , а вторая фильтровальная бумага с влажным NI 3 располагается над первой. . Сила реакции разложения на одну бумагу вызовет разложение и на другой бумаге.
  4. Для оптимальной безопасности установите кольцевую стойку с фильтровальной бумагой и вылейте прореагировавший раствор на бумагу. где должна происходить демонстрация. Вытяжной шкаф является предпочтительным местом. В месте демонстрации не должно быть транспорта и вибрации. Разложение является сенсорным и активируется при малейшей вибрации.
  5. Чтобы активировать разложение, пощекотайте сухое твердое тело NI 3 пером, прикрепленным к длинная палка. Метр – хороший выбор (не используйте ничего короче). Разложение происходит по этой реакции:
    2NI 3 (s) → N 2 (g) + 3I 2 (g)
  6. В простейшей форме демонстрация выполняется путем выливания влажного твердого вещества на бумажное полотенце в вытяжном шкафу, давая ему высохнуть и активируя его с помощью измерительной палочки. .

Советы и безопасность

  1. Внимание! Эта демонстрация должна выполняться только инструктором с соблюдением надлежащих мер безопасности. Влажный NI 3 более стабилен, чем сухой состав, но с ним все же следует обращаться осторожно. Йод окрашивает одежду и поверхности в фиолетовый или оранжевый цвет. Пятно можно удалить с помощью раствора тиосульфата натрия. Рекомендуются средства защиты глаз и ушей. Йод раздражает дыхательные пути и глаза; реакция разложения громкая.
  2. NI 3 в аммиаке очень стабилен и может переноситься, если демонстрация проводится в удаленном месте.
  3. Как это работает: NI 3 очень нестабилен из-за разницы в размерах между атомами азота и йода. Вокруг центрального азота недостаточно места, чтобы атомы йода оставались стабильными. Связи между ядрами находятся под напряжением и поэтому ослаблены. Внешние электроны атомов йода вынуждены находиться в непосредственной близости, что увеличивает нестабильность молекулы.
  4. Количество энергии, выделяющейся при детонации NI 3 , превышает это требуется для образования соединения, которое является определением взрывчатого вещества с высокой мощностью.

Источники

  • Форд, Лос-Анджелес; Грундмайер, Э. В. (1993). Химическая магия . Дувр. п. 76. ISBN 0-486-67628-5.
  • Holleman, A. F .; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  • Зильберрад, О. (1905). «Конституция трийодида азота». Журнал химического общества, транзакции . 87: 55–66. doi: 10.1039/CT9058700055
  • Торнипорт-Эттинг, I .; Клапётке, Т. (1990). «Трииодид азота». Angewandte Chemie International Edition . 29 (6): 677–679. doi: 10.1002/anie.199006771
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий