Mahnazmezon

Hur man utför demonstration av kvävetriiodidkemi

Vetenskap
Share

I denna spektakulära kemi-demonstration reageras jodkristaller med koncentrerad ammoniak för att fälla ut kvävetriiodid (NI).3). NI3 filtreras sedan ut. När den är torr är föreningen så instabil att den minsta kontakten får den att sönderdelas till kvävgas och jodånga, vilket ger en mycket hög "snap" och ett moln av lila jodånga.

Svårighet: Lätt

Tid som krävs: Minuter

material

Endast ett fåtal material krävs för detta projekt. Fast jod och en koncentrerad ammoniaklösning är de två viktiga ingredienserna. De andra materialen används för att ställa in och genomföra demonstrationen.

  • upp till 1 g jod (använd inte mer)
  • koncentrerad vattenhaltig ammoniak (0,880 S.G.)
  • filterpapper eller pappershandduk
  • ringstativ (valfritt)
  • fjäder fäst vid en lång pinne

Hur man utför kvävetriiodid-demonstrationen

  1. Det första steget är att förbereda NI3. En metod är att helt enkelt hälla upp till ett gram jodkristaller i en liten volym koncentrerad vattenhaltig ammoniak, låta innehållet sitta i 5 minuter och sedan häll vätskan över ett filterpapper för att samla upp NI.3, som kommer att vara en mörkbrun / svart fast. Men om du malar den förvägda joden med en murbruk / stöt i förväg kommer en större ytarea att finnas för joden att reagera med ammoniak, vilket ger ett betydligt större utbyte.
  2. Reaktionen för framställning av kvävetriiodiden från jod och ammoniak är:
    3I2 + NH3 → NI3 + 3HI
  3. Du vill undvika att hantera NI3 alls, så min rekommendation skulle vara att inrätta demonstrationen i förväg för att hälla ut ammoniak. Traditionellt använder demonstrationen ett ringstativ på vilket ett vått filterpapper med NI3 placeras med ett andra filterpapper med fuktig NI3 sitter över den första. Kraften för sönderdelningsreaktionen på ett papper kommer också att leda till att sönderdelning inträffar på det andra papperet.
  4. För optimal säkerhet, ställ in ringstativet med filterpapper och häll den reagerade lösningen över papperet där demonstrationen ska ske. En avgaskåpa är den föredragna platsen. Demonteringsplatsen bör vara fri från trafik och vibrationer. Nedbrytningen är beröringskänslig och aktiveras med minsta vibration.
  5. För att aktivera sönderdelningen, kryssa den torra NI: n3 solid med en fjäder fäst vid en lång pinne. En meterpinne är ett bra val (använd inte något kortare). Nedbrytningen sker enligt denna reaktion:
    2Ni3 (s) → N2 (g) + 3I2 (G)
  6. I sin enklaste form utförs demonstrationen genom att hälla det fuktiga fasta ämnet på en pappershandduk i en röklucka, låta den torka och aktivera den med en meterpinne.
Kväve-triiodidmolekylen är inte särskilt stabil. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Tips och säkerhet

  1. Varning: Denna demonstration bör endast utföras av en instruktör med lämpliga säkerhetsåtgärder. Våt NI3 är mer stabil än den torra föreningen, men bör fortfarande hanteras med försiktighet. Jod fläckar kläder och ytor lila eller orange. Fläcken kan avlägsnas med en natriumtiosulfatlösning. Ögon- och öronskydd rekommenderas. Jod är ett andningsorgan och ögonirriterande. nedbrytningsreaktionen är hög.
  2. NI3 i ammoniak är mycket stabil och kan transporteras om demonstrationen ska utföras på en avlägsen plats.
  3. Så fungerar det: NI3 är mycket instabil på grund av storleksskillnaden mellan kväve- och jodatomerna. Det finns inte tillräckligt med utrymme runt det centrala kvävet för att hålla jodatomerna stabila. Bindningarna mellan kärnorna är under stress och försvagas därför. De yttre elektronerna av jodatomerna tvingas i närheten, vilket ökar instabiliteten hos molekylen.
  4. Mängden energi som frigörs vid detonering av NI3 överstiger det som krävs för att bilda föreningen, vilket är definitionen av ett explosivt sprängämne med högt utbyte.

källor

  • Ford, L. A .; Grundmeier, E. W. (1993). Chemical Magic. Dover. s. 76. ISBN 0-486-67628-5.
  • Holleman, A. F .; Wiberg, E. (2001). Oorganisk kemi. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  • Silberrad, O. (1905). "Konstitutionen för kvävetriiodid." Journal of the Chemical Society, Transactions. 87: 55-66. doi: 10,1039 / CT9058700055
  • Tornieporth-Oetting, I .; Klapötke, T. (1990). "Kväve-triiodid." Angewandte Chemie International Edition. 29 (6): 677-679. doi: 10,1002 / anie.199006771
Vetenskap
×