Como realizar a Demonstração Química do Triiodeto de Azoto
A demonstração química de triiodeto de azoto é uma reacção explosiva dramática que produz som e vapor colorido. Os cristais de iodo reagem com amónia concentrada para precipitar o triiodeto de azoto (NI3). O NI3 é então filtrado. Quando seco, o composto é tão instável que o menor contacto faz com que se decomponha em gás nitrogénio e vapor de iodo, produzindo um “estalido” muito alto e uma nuvem de vapor de iodo púrpura.
Materiais
Só são necessários alguns materiais para este projecto. O iodo sólido e uma solução concentrada de amoníaco são os dois ingredientes-chave. Os outros materiais são utilizados para montar e executar a demonstração.
- Menos de 1 g de iodo (não utilizar mais)
- Amoníaco aquoso concentrado (0,880 S.G.).)
- Estante de anéis (opcional)
- Pé preso a um pau comprido
papel de filtro ou toalha de papel
Como realizar a Demonstração do Triiodeto de Azoto
- O primeiro passo é preparar a NI3. Um método é simplesmente verter até uma grama de cristais de iodo num pequeno volume de amoníaco aquoso concentrado, deixar o conteúdo repousar durante 5 minutos, depois verter o líquido sobre um papel filtro para recolher o NI3, que será um sólido castanho-escuro/preto. No entanto, se se moer o iodo pré-pesado com um almofariz/péster com antecedência, estará disponível uma maior superfície para que o iodo reaja com o amoníaco, dando um rendimento significativamente maior. A reacção para produzir o triiodeto de azoto a partir do iodo e do amoníaco é:
3I2 + NH3 → NI3 + 3HI - Quer evitar manipular o NI3 de todo, por isso, monte a demonstração antes de verter o amoníaco. Tradicionalmente, a demonstração utiliza um suporte de anel em que um papel filtro de NI3 húmido se senta por cima de um segundo papel filtro de NI3 húmido. A força da reacção de decomposição num papel provoca a decomposição também no outro papel.
- Para activar a decomposição, fazer cócegas no sólido seco NI3 com uma pena presa a uma vara comprida. Um pau de metro é uma boa escolha (não usar nada mais curto).
li> Para uma segurança óptima, montar o suporte circular com papel de filtro e verter a solução reagida sobre o papel onde a demonstração vai ocorrer. O local preferido é um exaustor de fumos. O local de demonstração deve estar livre de tráfego e vibrações. A decomposição é sensível ao toque e será activada pela menor vibração.
p> Também pode realizar a demonstração simplesmente despejando o sólido húmido sobre uma toalha de papel numa campânula de fumo, deixando-o secar, e activando-o com um pau de metro.
How It Works
A decomposição ocorre de acordo com esta reacção:
2NI3 (s) → N2 (g) + 3I2 (g)
NI3 é altamente instável devido à diferença de tamanho entre os átomos de azoto e iodo. Não há espaço suficiente em torno do azoto central para manter os átomos de iodo estáveis. As ligações entre os núcleos estão sob tensão e, portanto, enfraquecidas. Os electrões exteriores dos átomos de iodo são forçados a uma proximidade próxima, o que aumenta a instabilidade da molécula.
A quantidade de energia libertada ao detonar NI3 excede a necessária para formar o composto, que é a definição de um explosivo de alto rendimento.
Dicas e Segurança
Cautela: Esta demonstração deve ser realizada apenas por um instrutor treinado, usando as devidas precauções de segurança. O NI3 húmido é mais estável do que o composto seco, mas ainda assim deve ser manuseado com cuidado. O iodo manchará a roupa e as superfícies roxas ou alaranjadas. A mancha pode ser removida utilizando uma solução de tiossulfato de sódio. Recomenda-se a protecção dos olhos e ouvidos. O iodo é um irritante respiratório e ocular; a reacção de decomposição é alta.
NI3 no amoníaco é muito estável e pode ser transportado, se a demonstração for realizada num local remoto.
- Ford, L. A.; Grundmeier, E. W. (1993). Magia Química. Dover. p. 76. ISBN 0-486-67628-5.
- Silberrad, O. (1905). “The Constitution of Nitrogen Triiodide” (A Constituição do Triiodeto de Azoto). 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