Mahnazmezon

Comment effectuer la démonstration de chimie du triiodure d'azote

Science
Share

Dans cette démonstration de chimie spectaculaire, les cristaux d'iode sont mis à réagir avec de l'ammoniac concentré pour précipiter le triiodure d'azote (NI3). Alors je3 est ensuite filtré. Lorsqu'il est sec, le composé est si instable que le moindre contact le fait se décomposer en azote gazeux et en vapeur d'iode, produisant un "claquement" très fort et un nuage de vapeur d'iode violet.

Difficulté: Facile

Temps requis: Minutes

Matériaux

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

  • jusqu'à 1 g d'iode (ne pas en utiliser plus)
  • ammoniac aqueux concentré (0,880 S.G.)
  • papier filtre ou serviette en papier
  • support de bague (facultatif)
  • plume attachée à un long bâton

Comment effectuer la démonstration du triiodure d'azote

  1. La première étape consiste à préparer le NI3. Une méthode consiste à simplement verser jusqu'à un gramme de cristaux d'iode dans un petit volume d'ammoniac aqueux concentré, à laisser le contenu reposer 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 pré-pesé avec un mortier / pilon, une plus grande surface sera disponible pour que l'iode réagisse avec l'ammoniac, ce qui donne un rendement considérablement plus élevé.
  2. La réaction pour produire le triiodure d'azote à partir d'iode et d'ammoniac est:
    3I2 + NH3 → NI3 + 3HI
  3. Vous voulez éviter de manipuler le NI3 du tout, donc ma recommandation serait d'organiser la démonstration avant de déverser l'ammoniac. Traditionnellement, la démonstration utilise un support d'anneau sur lequel un papier filtre humide avec NI3 est placé avec un deuxième papier filtre en NI humide3 assis au-dessus du premier. La force de la réaction de décomposition sur un papier provoquera également une décomposition sur l'autre papier..
  4. Pour une sécurité optimale, installez le support d'anneau avec du papier filtre et versez la solution ayant réagi sur le papier où la démonstration doit avoir lieu. Une hotte est l'endroit privilégié. L'emplacement de démonstration doit être exempt de circulation et de vibrations. La décomposition est tactile et sera activée par la moindre vibration.
  5. Pour activer la décomposition, chatouillez le NI sec3 solide avec une plume attachée à un long bâton. Un mètre-bâton est un bon choix (n'utilisez rien de plus court). La décomposition se produit selon cette réaction:
    2NI3 (s) → N2 (g) + 3I2 (g)
  6. Dans sa forme la plus simple, la démonstration est effectuée en versant le solide humide sur une serviette en papier dans une hotte, en le laissant sécher et en l'activant avec un mètre.
La molécule de triiodure d'azote n'est pas très stable. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Conseils et sécurité

  1. Attention: Cette démonstration ne doit être effectuée que par un instructeur, en utilisant les précautions de sécurité appropriées. NI humide3 est plus stable que le composé sec, mais doit toujours être manipulé avec soin. L'iode tache les vêtements et les surfaces violettes ou orange. La tache peut être éliminée à l'aide d'une solution de thiosulfate de sodium. Une protection des yeux et des oreilles est recommandée. L'iode est un irritant respiratoire et oculaire; la réaction de décomposition est forte.
  2. NI3 dans l'ammoniac est très stable et peut être transporté, si la démonstration doit être effectuée dans un endroit éloigné.
  3. Comment ça marche: NI3 est très instable en raison de la différence de taille entre les atomes d'azote et d'iode. Il n'y a pas assez de place autour de l'azote central pour maintenir les atomes d'iode stables. Les liaisons entre les noyaux sont soumises à des contraintes et donc affaiblies. Les électrons extérieurs des atomes d'iode sont forcés à proximité, ce qui augmente l'instabilité de la molécule.
  4. La quantité d'énergie libérée lors de la détonation de NI3 dépasse celle requise pour former le composé, qui est la définition d'un explosif à haut rendement.

Sources

  • Ford, L. A .; Grundmeier, E. W. (1993). Magie chimique. Douvres. p. 76. ISBN 0-486-67628-5.
  • Holleman, A. F .; Wiberg, E. (2001). Chimie inorganique. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  • Silberrad, O. (1905). "La constitution du triiodure d'azote." Journal de la Chemical Society, Transactions. 87: 55-66. doi: 10.1039 / CT9058700055
  • Tornieporth-Oetting, I .; Klapötke, T. (1990). "Triiodure d'azote." Angewandte Chemie International Edition. 29 (6): 677-679. doi: 10.1002 / anie.199006771
Science
×