Cómo realizar la demostración química del triyoduro de nitrógeno
La demostración de química de triyoduro de nitrógeno es una dramática reacción explosiva que produce sonido y vapor de color. Los cristales de yodo reaccionan con amoníaco concentrado para precipitar triyoduro de nitrógeno (NI3). A continuación, el NI3 se filtra. Cuando está seco, el compuesto es tan inestable que el más mínimo contacto hace que se descomponga en gas nitrógeno y vapor de yodo, produciendo un «chasquido» muy fuerte y una nube de vapor de yodo de color púrpura.
Materiales
Sólo se necesitan unos pocos materiales para este proyecto. El yodo sólido y una solución concentrada de amoníaco son los dos ingredientes clave. Los demás materiales se utilizan para montar y ejecutar la demostración.
- Menos de 1 g de yodo (no utilizar más)
- Amonía acuosa concentrada (0,880 S.G.)
- Papel filtrante o toalla de papel
- Soporte de anillo (opcional)
- Pluma unida a un palo largo
Cómo realizar la demostración de triyoduro de nitrógeno
- El primer paso es preparar el NI3. Un método consiste simplemente en verter hasta un gramo de cristales de yodo en un pequeño volumen de amoníaco acuoso concentrado, dejar que el contenido repose durante 5 minutos y, a continuación, verter el líquido sobre un papel de filtro para recoger el NI3, que será un sólido marrón/negro oscuro. Sin embargo, si se muele el yodo previamente pesado con un mortero/pluma, se dispondrá de una mayor superficie para que el yodo reaccione con el amoníaco, obteniendo un rendimiento significativamente mayor. La reacción para producir el triyoduro de nitrógeno a partir del yodo y el amoníaco es:
3I2 + NH3 → NI3 + 3HI - Quieres evitar la manipulación del NI3 en absoluto, así que prepara la demostración antes de verter el amoníaco. Tradicionalmente, la demostración utiliza un soporte de anillo en el que un papel de filtro de NI3 húmedo se sienta por encima de un segundo papel de filtro de NI3 húmedo. La fuerza de la reacción de descomposición en un papel hace que la descomposición se produzca también en el otro papel.
- Para una seguridad óptima, prepare el soporte de anillo con papel de filtro y vierta la solución reaccionada sobre el papel donde se va a realizar la demostración. La ubicación preferida es una campana de humos. El lugar de la demostración debe estar libre de tráfico y vibraciones. La descomposición es sensible al tacto y se activará con la más mínima vibración.
- Para activar la descomposición, haga cosquillas al sólido seco NI3 con una pluma unida a un palo largo. Un palo de metro es una buena opción (no utilice nada más corto).
- Ford, L. A.; Grundmeier, E. W. (1993). Chemical Magic. Dover. p. 76. ISBN 0-486-67628-5.
- Silberrad, O. (1905). «La constitución del triyoduro de nitrógeno». Journal of the Chemical Society, Transactions. 87: 55-66. doi:10.1039/CT9058700055
- Tornieporth-Oetting, I.; Klapötke, T. (1990). «Nitrogen Triiodide». Angewandte Chemie International Edition. 29 (6): 677-679. doi:10.1002/anie.199006771
También puede realizar la demostración simplemente vertiendo el sólido húmedo sobre una toalla de papel en una campana de humos, dejándolo secar, y activándolo con un palo de metro.
Cómo funciona
La descomposición se produce según esta reacción:
2NI3 (s) → N2 (g) + 3I2 (g)
El NI3 es muy inestable debido a la diferencia de tamaño entre los átomos de nitrógeno y yodo. No hay suficiente espacio alrededor del nitrógeno central para mantener estables los átomos de yodo. Los enlaces entre los núcleos están bajo tensión y por lo tanto se debilitan. Los electrones exteriores de los átomos de yodo se ven forzados a acercarse, lo que aumenta la inestabilidad de la molécula.
La cantidad de energía liberada al detonar el NI3 supera la necesaria para formar el compuesto, lo que constituye la definición de un explosivo de alto rendimiento.
Consejos y seguridad
Precaución: Esta demostración sólo debe ser realizada por un instructor capacitado, utilizando las precauciones de seguridad adecuadas. El NI3 húmedo es más estable que el compuesto seco, pero aún así debe manejarse con cuidado. El yodo manchará la ropa y las superficies de color púrpura o naranja. La mancha puede eliminarse con una solución de tiosulfato de sodio. Se recomienda utilizar protección para los ojos y los oídos. El yodo es un irritante respiratorio y ocular; la reacción de descomposición es ruidosa.
El NI3 en el amoníaco es muy estable y puede transportarse, si la demostración se va a realizar en un lugar remoto.
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