Comment réaliser la démonstration de chimie du triiodure d’azote

La démonstration de chimie du triiodure d’azote est une réaction explosive spectaculaire qui produit du son et de la vapeur colorée. Des cristaux d’iode réagissent avec de l’ammoniac concentré pour précipiter le triiodure d’azote (NI3). Le NI3 est ensuite filtré. Lorsqu’il est sec, le composé est si instable que le moindre contact entraîne sa décomposition en azote gazeux et en vapeur d’iode, produisant un « claquement » très fort et un nuage de vapeur d’iode violette.

Matériels

Seuls quelques matériaux sont nécessaires pour ce projet. L’iode solide et une solution d’ammoniac concentrée sont les deux ingrédients clés. Les autres matériaux sont utilisés pour mettre en place et exécuter la démonstration.

• Moins de 1 g d’iode (n’en utilisez pas plus)
• Ammoniac aqueux concentré (0,880 G.S.)
• Papier filtre ou essuie-tout
• Support d’anneau (facultatif)
• Plume attachée à un long bâton

Comment réaliser la démonstration du triiodure d’azote

1. La première étape consiste à préparer le NI3. Une méthode consiste à verser simplement jusqu’à un gramme de cristaux d’iode dans un petit volume d’ammoniac aqueux concentré, à laisser reposer le contenu pendant 5 minutes, puis à verser le liquide sur un papier filtre pour recueillir le NI3, qui sera un solide brun foncé/noir. Cependant, si vous broyez au préalable l’iode préalablement pesé à l’aide d’un mortier/pilon, une plus grande surface sera disponible pour que l’iode réagisse avec l’ammoniac, ce qui donnera un rendement nettement supérieur. La réaction pour produire le triiodure d’azote à partir de l’iode et de l’ammoniac est :
   3I2 + NH3 → NI3 + 3HI
2. Vous voulez éviter toute manipulation du NI3, donc mettez en place la démonstration avant de verser l’ammoniac. Traditionnellement, la démonstration utilise un support annulaire sur lequel un papier filtre de NI3 humide repose au-dessus d’un second papier filtre de NI3 humide. La force de la réaction de décomposition sur un papier entraîne la décomposition sur l’autre papier également.
3. Pour une sécurité optimale, installez le support annulaire avec le papier filtre et versez la solution réagie sur le papier où la démonstration doit avoir lieu. Une hotte est l’emplacement préféré. L’emplacement de la démonstration doit être exempt de circulation et de vibrations. La décomposition est sensible au toucher et sera activée par la moindre vibration.
4. Pour activer la décomposition, chatouillez le solide NI3 sec avec une plume attachée à un long bâton. Un bâton de mètre est un bon choix (n’utilisez rien de plus court).

Vous pouvez également effectuer la démonstration simplement en versant le solide humide sur une serviette en papier dans une hotte, en le laissant sécher et en l’activant avec un bâton de mètre.