Kako izvesti demonstracijo kemije dušikovega trijodida

Enostavna in dramatična predstavitev dušikovega trijodida

Kristali joda zlahka preidejo v plinasto fazo. Matt Meadows, Getty Images

V tem spektakularnem demonstracija kemije , kristali joda reagirajo s koncentriranim amoniakom, da se obori dušikov trijodid (NI₃). Potem jaz₃se nato filtrira. Ko se posuši, spojina je tako nestabilen, da že najmanjši stik povzroči razgradnjo na plin dušik in jod hlapi, kar povzroči zelo glasen 'škljoc' in oblak vijoličnih jodovih hlapov.

Težavnost: enostavno

Potreben čas: minute

Materiali

Za ta projekt je potrebnih le nekaj materialov. Trdni jod in koncentrirana raztopina amoniaka sta dve ključni sestavini. Drugi materiali se uporabljajo za postavitev in izvedbo demonstracije.

• do 1 g joda (ne uporabite več)
• koncentrirana vodna raztopina amoniaka (0,880 S.G.)
• filtrirni papir ali papirnato brisačo
• stojalo za prstane (neobvezno)
• pero, pritrjeno na dolgo palico

Kako izvesti predstavitev dušikovega trijodida

1. Prvi korak je priprava NI₃. Ena od metod je, da preprosto zlijete do gram kristalov joda v majhno količino koncentrirane vodne raztopine amoniaka, pustite vsebino stati 5 minut, nato pa tekočino prelijete čez filtrirni papir, da zberete NI.₃, ki bo temno rjava/črna trdna snov. Če pa stehtani jod predhodno zdrobite z možnarjem/pestilom, bo na voljo večja površina za reakcijo joda z amoniakom, kar bo dalo znatno večji izkoristek.
2. Reakcija za proizvodnjo dušikovega trijodida iz joda in amoniaka je:
   3I_dva+ NH₃→ JE₃+ 3HI
3. Želite se izogniti ravnanju z NI₃sploh, zato bi bilo moje priporočilo, da nastavite predstavitev pred odlivanjem amoniaka. Tradicionalno se za predstavitev uporablja obročasto stojalo, na katerem je moker filtrirni papir z NI₃položimo z drugim filtrirnim papirjem vlažnega NI₃sedi nad prvim. The sila reakcije razgradnje na enem papirju bo povzročilo razgradnjo tudi na drugem papirju.
4. Za optimalno varnost postavite stojalo za obroče s filtrirnim papirjem in prelijte reagirano raztopino čez papir, kjer naj bi potekala demonstracija. Zaželena lokacija je dimna napa. Predstavitvena lokacija mora biti brez prometa in tresljajev. Razgradnja je občutljiva na dotik in se aktivira že ob najmanjšem tresljaju.
5. Za aktiviranje razgradnje požgečkajte suho NI₃trdna s peresom, pritrjenim na dolgo palico. Meter palica je dobra izbira (ne uporabljajte nič krajšega). Razgradnja poteka v skladu s to reakcijo:
   2NI₃(s) → N_dva(g) + 3I_dva(g)
6. V najpreprostejši obliki se demonstracija izvede tako, da se vlažna trdna snov zlije na papirnato brisačo v dimni napi , pustite, da se posuši, in ga aktivirajte z merilno palico.

Molekula dušikovega trijodida ni zelo stabilna. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Nasveti in varnost

1. Pozor: To predstavitev naj izvede le inštruktor ob upoštevanju ustreznih varnostnih ukrepov. Mokro NI₃je bolj stabilen kot suha zmes, vendar je vseeno treba z njim ravnati previdno. Jod bo oblačila in površine obarval vijolično ali oranžno. Madež lahko odstranite z raztopino natrijevega tiosulfata. Priporočljiva je zaščita za oči in ušesa. Jod draži dihala in oči; reakcija razgradnje je glasen.
2. IN₃v amoniaku je zelo stabilen in ga je mogoče prevažati, če bo demonstracija izvedena na oddaljeni lokaciji.
3. Kako deluje: NI₃je zelo nestabilen zaradi razlike v velikosti med atomoma dušika in joda. Okoli osrednjega dušika ni dovolj prostora za shranjevanje atomi joda stabilno. Vezi med jedri so pod stresom in zato oslabljene. Zunanji elektroni atomov joda so prisiljeni v tesno bližino, kar poveča nestabilnost molekule.
4. Količina energije, ki se sprosti pri detonaciji NI₃presega tisto, ki je potrebna za tvorbo spojine, kar je definicija visokega izkoristkaeksplozivno.

Viri

• Ford, L.A.; Grundmeier, E.W. (1993). Kemijska čarovnija .. . Dover. str. 76. ISBN 0-486-67628-5.
• Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Anorganska kemija .. . San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5
• Silverrad, O. (1905). 'Konstitucija dušikovega trijodida.' Journal of the Chemical Society, Transactions . 87: 55–66. doi: 10.1039/CT9058700055
• Tornieporth-Oetting, I.; Klapötke, T. (1990). 'Dušikov triodid.' Mednarodna izdaja Applied Chemistry . 29 (6): 677–679. doi: 10.1002/poljubno.199006771