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Cómo realizar la demostración de química de triyoduro de nitrógeno

Ciencias
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En esta espectacular demostración de química, los cristales de yodo se hacen reaccionar con amoníaco concentrado para precipitar triyoduro de nitrógeno (NI3) Entonces yo3 luego se filtra. Cuando está seco, el compuesto es tan inestable que el contacto más leve hace que se descomponga en gas nitrógeno y vapor de yodo, produciendo un "chasquido" muy fuerte y una nube de vapor de yodo púrpura..

Dificultad: Fácil

Tiempo requerido: Minutos

Materiales

Solo se requieren unos pocos materiales para este proyecto. El yodo sólido y una solución concentrada de amoníaco son los dos ingredientes clave. Los otros materiales se utilizan para configurar y ejecutar la demostración..

  • hasta 1 g de yodo (no use más)
  • Amoníaco acuoso concentrado (0.880 S.G.)
  • papel de filtro o toalla de papel
  • soporte de anillo (opcional)
  • pluma unida a un palo largo

Cómo realizar la demostración de triyoduro de nitrógeno

  1. El primer paso es preparar el NI3. Un método es simplemente verter hasta un gramo de cristales de yodo en un pequeño volumen de amoníaco acuoso concentrado, dejar que el contenido repose durante 5 minutos, luego verter el líquido sobre un papel de filtro para recoger el NI3, que será un sólido marrón oscuro / negro. Sin embargo, si muele el yodo previamente pesado con un mortero / mortero de antemano, habrá una mayor superficie disponible para que el yodo reaccione con el amoníaco, dando un rendimiento significativamente mayor.
  2. La reacción para producir el triyoduro de nitrógeno a partir de yodo y amoníaco es:
    3I2 + NUEVA HAMPSHIRE3 → NI3 + 3HI
  3. Desea evitar manejar el NI3 en absoluto, por lo que mi recomendación sería organizar la demostración antes de verter el amoníaco. Tradicionalmente, la demostración utiliza un soporte de anillo en el que un papel de filtro húmedo con NI3 se coloca con un segundo papel de filtro de NI húmedo3 sentado encima del primero. La fuerza de la reacción de descomposición en un papel también provocará la descomposición en el otro papel..
  4. Para una seguridad óptima, configure el soporte del anillo con papel de filtro y vierta la solución reaccionada sobre el papel donde se realizará la demostración. Una campana extractora es la ubicación preferida. La ubicación de la demostración debe estar libre de tráfico y vibraciones. La descomposición es sensible al tacto y se activará con la más mínima vibración..
  5. Para activar la descomposición, haga cosquillas al NI seco3 sólido con una pluma unida a un palo largo. Un medidor es una buena opción (no use nada más corto). La descomposición ocurre de acuerdo con esta reacción:
    2NI3 (s) → N2 (g) + 3I2 (sol)
  6. En su forma más simple, la demostración se realiza vertiendo el sólido húmedo sobre una toalla de papel en una campana extractora, dejándolo secar y activándolo con un medidor..
La molécula de triyoduro de nitrógeno no es muy estable. DISEÑO DE LAGUNA / Getty Images

Consejos y seguridad

  1. Precaución: esta demostración solo debe ser realizada por un instructor, utilizando las precauciones de seguridad adecuadas. NI mojado3 es más estable que el compuesto seco, pero aún debe manejarse con cuidado. El yodo manchará la ropa y las superficies de púrpura o naranja. La mancha se puede eliminar con una solución de tiosulfato de sodio. Se recomienda protección para los ojos y los oídos. El yodo es un irritante respiratorio y ocular; la reacción de descomposición es fuerte.
  2. NI3 en el amoníaco es muy estable y puede transportarse, si la demostración se realiza en una ubicación remota.
  3. Cómo funciona: NI3 es altamente 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 externos de los átomos de yodo son forzados a una proximidad cercana, lo que aumenta la inestabilidad de la molécula..
  4. La cantidad de energía liberada al detonar NI3 excede lo requerido para formar el compuesto, que es la definición de un explosivo de alto rendimiento.

Fuentes

  • Ford, L. A .; Grundmeier, E. W. (1993). Magia química. Dover pag. 76. ISBN 0-486-67628-5.
  • Holleman, A. F .; Wiberg, E. (2001). Química Inorgánica. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  • Silberrad, O. (1905). "La Constitución del Triioduro de Nitrógeno". Revista de la Sociedad Química, Transacciones. 87: 55-66. doi: 10.1039 / CT9058700055
  • Tornieporth-Oetting, I .; Klapötke, T. (1990). "Triioduro de Nitrógeno". Angewandte Chemie Edición Internacional. 29 (6): 677-679. doi: 10.1002 / anie.199006771
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