Weird Science

Trijodek azotu

Bar­dzo wrażl­iwa sub­stan­cja

Na wstępie chciałbym zaa­pe­lo­wać do Czy­tel­nika o ostrożn­ość. Syn­teza i mani­pu­la­cje z tri­jod­kiem azotu mogą być bar­dzo nie­bez­pieczne. Pokaz ten mogą prze­pro­wa­dzać tylko doświad­czeni che­micy z zacho­wa­niem wszel­kich możl­i­wych środ­ków ostrożn­o­ści! Nigdy nie należy ope­ro­wać więk­szymi ilo­ściami ten sub­stan­cji!

Nie wolno prze­cho­wy­wać tri­jodku azotu, dla­tego dopusz­czalne jest wytwa­rza­nie jedy­nie mini­mal­nych ilo­ści, które zostaną natych­miast zużyte w celach poka­zo­wych. Nie­do­pusz­czalne jest wyko­rzy­sty­wa­nie go w żad­nym innym celu!

Tri­jo­dek azotu to nie­or­ga­niczny związek che­miczny azotu i jodu. Jest to eks­tre­mal­nie nie­sta­bilna sub­stan­cja. Związek ten roz­kłada się w spo­sób wybu­chowy pod wpły­wem nawet nikłych bodźców mecha­nicz­nych. Ini­cja­cja reak­cji roz­kładu jest możl­iwa także pod wpły­wem naprężeń pow­sta­jących w cza­sie two­rze­nia się krysz­ta­łów. Tri­jo­dek azotu jest jedyną znaną do tej pory sub­stan­cją, której roz­kład może zostać wywo­łany przez kon­takt z cząst­kami będącymi pro­duk­tami roz­padu pro­mie­nio­twór­czego.

Czy­sty tri­jo­dek azotu NI3 można uzy­skać w reak­cji flu­orku jodu z azot­kiem baru w śro­do­wi­sku tri­ch­lo­ro­flu­o­ro­me­tanu w tem­pe­ra­tu­rze około 240K. Nas ta reak­cja nie zado­wala, ponie­waż potrzebne rea­genty są trudno dostępne i dro­gie. Tri­jo­dek azotu można też otrzy­mać w postaci ana­lo­gicz­nego do hydra­tów amo­nia­katu NI3•NH3. Związek ten łatwo wytwo­rzyć w reak­cji jodu i wody amo­nia­kal­nej w tem­pe­ra­tu­rze poko­jo­wej. Wła­śnie tą reak­cję wyko­rzy­stamy do zsyn­te­zo­wa­nia nie­wiel­kich ilo­ści NI3•NH3.

Czego potrze­bu­jemy?

By prze­pro­wa­dzić doświad­cze­nie musimy się zao­pa­trzyć w poniższe sub­stan­cje:

Woda amo­nia­kalna ma różn­o­rodne zasto­so­wa­nie i jej naby­cie nie powinno być pro­ble­mem. Jeśli cho­dzi o jod, to naj­le­piej użyć fio­le­to­wo­czar­nych krysz­ta­łów czy­stego jodu (na poniższym zdjęciu) lub w osta­tecz­no­ści alko­ho­lo­wego roz­tworu jodu, czyli dostęp­nej w apte­kach jodyny.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Oprócz tego będzie nam potrzebny także eta­nol, który posłuży do prze­my­cia odsączo­nego pro­duktu.

Ostrze­że­nie: Czy­sty jod jest tru­jący! Dawka śmier­telna dla doro­słego czło­wieka wynosi około 4 gramy. Pary jodu są drażn­iące. Amo­niak ulat­nia­jący się z wody amo­nia­kal­nej jest także drażn­iący, a w więk­szych stęże­niach tru­jący. Tri­jo­dek azotu jest eks­tre­mal­nie czuły na bodźce mecha­niczne; może eks­plo­do­wać w wyniku lek­kiego dotyku, wstrząsu, a nawet pod wpły­wem ruchu mas powie­trza. Należy zacho­wać szcze­gólną ostrożn­ość, a wszel­kie mani­pu­la­cje z sub­stan­cją wyko­ny­wać w sta­nie zwil­żo­nym. Nie można syn­te­zo­wać jodku azotu w ilo­ści więk­szej niż mini­malna konieczna do pokazu. Trzeba sto­so­wać środki och­rony oso­bi­stej. Autor nie bie­rze jakiej­kol­wiek odpo­wie­dzial­no­ści za wszel­kie mogące pow­stać szkody. Robisz to na wła­sne ryzyko!

Pokaz!

Do nie­wiel­kiej zlewki wle­wamy kilka cm3 stężo­nej wody amo­nia­kal­nej. Następ­nie wsy­pu­jemy do roz­tworu dosłow­nie szczyptę jodu! Wystar­czy kilka mili­gra­mów. Jeśli uży­wamy jodyny, to wkra­plamy do wody amo­nia­kal­nej jedy­nie taką jej ilość by pow­stał czarny osad. Zlewkę nakry­wamy szkiełk­iem zegar­ko­wym i odsta­wiamy na pewien czas.

Od tego momentu wszel­kie mani­pu­la­cje ze zlewką i pow­sta­łym pro­duk­tem należy wyko­ny­wać bar­dzo ostrożnie i nie powo­do­wać żad­nych wstrząsów!

Po pew­nym cza­sie roz­twór trzeba deli­kat­nie prze­sączyć. Odsączony czarny związek można kil­kuk­trot­nie prze­myć na sączku eta­no­lem w celu wymy­cia pozo­sta­ło­ści jodu. Wciąż wil­gotny sączek należy następ­nie ostrożnie roz­ło­żyć na meta­lo­wej płytce i pozo­sta­wić do wysch­nięcia. Gotowy pro­dukt ma postać czar­nego proszku:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Dotk­nięcie proszku spo­wo­duje teraz gło­śny huk. Naj­le­piej użyć w tym celu dłu­giego drew­nia­nego pręta. Efekt można zoba­czyć na poniższej ani­ma­cji:

Ilustracja

Huk jest bar­dzo gło­śny; należy chro­nić przed nim słuch. W cza­sie eks­plo­zji pow­staje także duża ilość bru­nat­nych par.

Wyja­śnie­nie

Wysoką nie­sta­bil­ność tri­jodku azotu można tłu­ma­czyć dąże­niem do utwo­rze­nia bar­dzo trwa­łej cząsteczki azotu N2. Roz­kład amo­nia­katu zacho­dzi według poniższego rów­na­nia.

Ilustracja

Pow­stały jod two­rzy bru­natny dym.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa