Explosivo de Contato

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

FEPROQUIM - Feira de Projetos de Química

Autores

Domingues, C.A.P. (COLEGIO OBJETIVO ARUJÁ) ; Casimiro, P.F.A. (COLÉGIO OBJETIVO ARUJÁ) ; dos Santos, J.I. (COLÉGIO OBJETIVO ARUJÁ) ; Queiroz, N.F.S. (COLÉGIO OBJETIVO ARUJÁ) ; Lee, C.H.E. (COLÉGIO OBJETIVO ARUJÁ)

Resumo

A química é uma ciência experimental, assim sendo, a realização de experimentos facilita a compreensão de conceitos e teorias abordadas por essa, além de ser uma estratégia didático-pedagógica de fomentar o interesse aos estudos. O objetivo deste trabalho é propor um experimento de baixo custo, rápido, de fácil execução e que tenha um apelo visual atrativo, podendo ser utilizado tanto para exemplificar como para introduzir assuntos como: Reações Inorgânicas (Síntese), Estabilidade de compostos, Cinética Química e Energia de Ativação, Evidencia de reações, entre outros.

Palavras chaves

EXPLOSIVO; EXPERIMENTO; TRIIODETO DE NITROGÊNIO

Introdução

O tri-iodeto de nitrogênio teve sua fórmula oficializada em 1905, por Oswald Silberrad (1878-1960), teve sua estrutura determinada por cristalografia de raio X. A reação formada pelo iodo junto da solução de amônia (o tri-iodeto de nitrogênio) não produz, sozinha, o NI₃ e sim, um complexo de amônia (NI₃.NH₃), que impossibilita a separação da amônia. Além do NI₃, existem outros tri-haletos de nitrogênio, como o NF₃, NCl₃ e NBr₃, sendo o NCl₃ o primeiro a ser realizado. Em todos os compostos citados acima com a formula NX₃, o átomo de nitrogênio apresenta seu octeto completo e um par de elétron não-ligados, gerando uma estrutura próxima a tetraédrica. Porém, devido à repulsão envolvendo o par de elétrons não-ligados, o ângulo da ligação X-N-X é piramidal. O NI₃ não possui valor comercial, onde poderia ser utilizado para fazer explosões controladas. Seu transporte seria dificultado devido a suas propriedades que lhe dá alta sensibilidade. Devido ao processo ser totalmente interativo, permite aos alunos uma interação maior com a matéria, que faz com que o interesse pelo aprendizado seja maior, facilitando a fixação do conteúdo.

Material e métodos

MATERIAL - Hidróxido de amônio (NH₄OH) - Iodo ressublimado (I₂) - 2 béquers - Bastão de vidro - Funil de vidro - Filtro de papel MÉTODO Em um béquer, adicionamos 150 mL de solução de hidróxido de amônio. E adicionamos cerca de 20 esferas de iodo. Com um bastão de vidro, homogenizamos a mistura por, aproximadamente, 5 minutos. Com o auxílio de um funil de vidro, filtramos a mistura, recolhendo o sólido formado. Deixamos o papel de filtro secar, por cerca de 1 hora. Testamos a instabilidade do triiodeto de nitrogênio formado, pelo impacto de uma folha de papel sobre o sólido seco

Resultado e discussão

Após a filtragem, o material ainda se encontra úmido, com coloração castanho. Isso se deve ao iodo que se dissolve na base (hidróxido de amônio). No entanto, já se percebe grande quantidade de sólido, que é o tri-iodeto de nitrogênio ou iodeto de nitrogênio (Anexo 1). Como uma substância altamente explosiva, o contato de uma folha de papel sobre o sólido é suficiente para causar a decomposição do material segundo a reação abaixo: 2 NI₃ (s) → N₂ (g) + 3I₂ (g) ΔH = - 290 kJ/mol No composto seco, a reação de decomposição pode ser descrita como: 8 NI₃ . NH₃ (g) → 5 N₂ (g) + 6 NH₄I (s) + 9 I₂ (s) Em ambos os casos forma-se iodo (I₂). Como a reação é exotérmica, o calor liberado sublima o iodo, que pode ser observado pela formação do gás de coloração violeta (ANEXO 2). A explicação sobre a instabilidade do NI₃ e do NI₃.NH₃ se deve pelo impedimento estereoquímico entre os átomos de iodo (que são elementos muito grande), com o nitrogênio (que é um elemento pequeno). Desta forma, sua decomposição ocorrerá com uma energia de ativação muito baixa, ainda mais quando o produto desse rearranjo é o estável gás nitrogênio (N₂). Portanto essa reação é termodinamicamente favorável.

Material úmido após a filtragem


Exato momento da decomposição do triiodeto de nitrogênio seco.

Conclusões

O presente trabalho cumpriu seus objetivos uma vez que se mostrou ser um experimento rápido, de simples execução, com baixo custo de produção e visualmente atrativo. No entanto, fica a ressalva de que não deve ser reproduzido sem o acompanhamento de um profissional, uma vez que o triiodeto de nitrogênio é muito instável, e, portanto, passível de acidentes. Experimentos como este podem ser utilizados para auxiliar o ensino da química em conjunto com as aulas conceituais, afim de diminuir a distância entre o mundo das ideias e o mundo dos fatos.

Agradecimentos

Agradecemos primeiramente ao nosso professor de química, Carlos A.P.Domingues, que auxilio a realizar este projeto. Ao nosso diretor e professor Kevork e ao Col

Referências

FCIÊNCIAS. Disponível em: < http://www.fciencias.com/2015/09/10/triiodeto-de-azoto-molecula-da-semana/>. Acesso em: 30 jun 2016

UNIVERSITY OF BRISTOL – School of Chemistry. Disponível em: <http://www.chm.bris.ac.uk/motm/ni3/ni3h.htm>. Acesso em: 30 jun 2016