È facile fare il protossido di azoto o il gas esilarante a casa o in laboratorio. Tutto ciò di cui hai bisogno è una fonte di calore e nitrato di ammonio. Qui ci sono le istruzioni per fare il protossido di azoto e consigli su come farlo in modo sicuro.
Nome del gas esilarante
Ma prima, potresti chiederti perché il protossido di azoto è chiamato gas esilarante. Il chimico britannico Sir Humphry Davy ha coniato il nome, riferendosi agli effetti euforici dell’inalazione del gas.
Che cos’è il protossido di azoto o gas esilarante?
Il protossido di azoto ha la formula chimica N2O. È un gas incolore e non infiammabile che ha un sapore dolce e un odore leggermente metallico. Mentre il suo uso più noto potrebbe essere come anestetico, il protossido di azoto ha molti altri usi. Aumenta la potenza dei motori a combustione interna, serve come ossidante negli esperimenti di chimica e nella missilistica, agisce come propellente per gli alimenti tra cui spray da cucina e panna montata, e ha molteplici usi in medicina.
Fare il protossido di azoto
Il metodo più semplice e sicuro per fare il protossido di azoto a casa o in un piccolo laboratorio è quello ideato da Humphry Davy. Davy scoprì che il riscaldamento del nitrato di ammonio lo decompone in ossido di azoto e vapore acqueo:
NH4NO3 (s) → 2 H2O (g) + N2O (g)
Anche se è semplice, è importante riscaldare delicatamente il nitrato di ammonio tra 170 °C e 240 °C (338 °F a 464 °F). Superare la temperatura massima porta a una rapida decomposizione e romperà la vetreria. È più sicuro usare piccole quantità di nitrato di ammonio e un termometro o una fonte di calore con un termostato per controllare la temperatura.
- Porre una piccola quantità di nitrato di ammonio in una provetta. Tappare la provetta con un foro unico fermato. Inserire un tubo di plastica o di vetro nel foro e farlo scorrere in un bagno di acqua calda. L’acqua deve essere calda perché il protossido di azoto si dissolve in acqua fredda, riducendo la quantità raccolta. Raccogliere le bolle in un barattolo rovesciato. Questa configurazione per raccogliere i gas è chiamata trogolo pneumatico. Condensa l’acqua prodotta dalla reazione e rimuove le impurità, come il fumo.
- Una volta che hai impostato l’attrezzatura, riscalda lentamente il nitrato di ammonio. Puoi farlo su una fiamma o un bruciatore. Applica il calore in modo che non superi la temperatura massima e che produca bolle di gas al ritmo di una o due bolle al secondo.
- Ferma il riscaldamento del nitrato di ammonio prima che si sia decomposto tutto. Questo aiuta a prevenire il surriscaldamento. Spegnere il riscaldamento e scollegare il tubo dal vaso di raccolta in modo che l’acqua non vi scorra dentro. Copri il contenitore prima di capovolgerlo, così non perderai il gas. Potete sigillare il contenitore mentre è capovolto o semplicemente coprirlo con un foglio piatto di plastica o di vetro prima di capovolgerlo. Il gas nel contenitore è protossido di azoto, più piccole quantità di altri ossidi di azoto, come l’ossido nitrico e il monossido di azoto. L’esposizione all’aria ossida l’ossido nitrico per formare il protossido di azoto.
Questa procedura è usata per la preparazione commerciale del protossido di azoto, con trattamenti di acido e base per purificare ulteriormente il gas.
Suggerimenti per la sicurezza
Qui ci sono suggerimenti per preparare il protossido di azoto in modo sicuro:
- Non riscaldare il nitrato di ammonio oltre 240 °C o 464 °F.
- Smetti di applicare il calore prima che l’ultimo pezzo di nitrato di ammonio si sia decomposto.
- Usa il nitrato di ammonio più puro disponibile. Il nitrato di ammonio puro è più stabile del nitrato di ammonio con impurità.
- Esegui il progetto sotto una cappa (in laboratorio) o in una zona ben ventilata (a casa). Mentre il protossido di azoto è un gas di laboratorio sicuro, la sovraesposizione per inalazione può causare ipossia, proprio come la sovraesposizione al gas elio.
Altri modi per fare il protossido di azoto
Nel 1772, Joseph Priestley divenne la prima persona a sintetizzare il protossido di azoto. Priestly raccolse il gas prodotto cospargendo di acido nitrico la limatura di ferro. Anche se è un metodo efficace, è meglio lasciarlo al laboratorio piuttosto che a casa, perché l’acido nitrico dovrebbe essere usato sotto una cappa aspirante, con l’attrezzatura appropriata per proteggersi dagli spruzzi.
Un altro metodo per fare il protossido di azoto in casa o in laboratorio è riscaldare una miscela di nitrato di sodio e solfato di ammonio. Anche in questo caso, raccogliete il gas usando un trogolo pneumatico. Riscaldare questa miscela è ancora più sicuro che decomporre il nitrato di ammonio.
2 NaNO3 + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2 N2O+ 4 H2O
La reazione chimica tra urea, acido nitrico e acido solforico produce anche protossido di azoto.
2 (NH2)2CO + 2 HNO3+ H2SO4 → 2 N2O + 2 CO2 + (NH4)2SO4 + 2H2O
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