Łatwo jest zrobić podtlenek azotu lub gaz rozweselający w domu lub w laboratorium. Wszystko czego potrzebujesz to źródło ciepła i azotan amonu. Oto instrukcje jak zrobić podtlenek azotu i wskazówki jak zrobić to bezpiecznie.
Nazwa gazu rozweselającego
Ale najpierw, możesz się zastanawiać dlaczego podtlenek azotu jest nazywany gazem rozweselającym. Brytyjski chemik Sir Humphry Davy ukuł tę nazwę, odnosząc się do euforycznych efektów wdychania gazu.
Czym jest podtlenek azotu lub gaz rozweselający?
Podtlenek azotu ma wzór chemiczny N2O. Jest to niepalny, bezbarwny gaz, który ma słodki smak i lekko metaliczny zapach. Chociaż jego najbardziej znanym zastosowaniem może być znieczulenie, podtlenek azotu ma wiele innych zastosowań. Zwiększa moc silnika spalinowego, służy jako utleniacz w eksperymentach chemicznych i rakietowych, działa jako propelent dla żywności, w tym sprayu do gotowania i bitej śmietany, i ma wiele zastosowań w medycynie.
Make Nitrous Oxide
Najprostsza i najbezpieczniejsza metoda wytwarzania podtlenku azotu w domu lub w małym laboratorium jest jedna opracowana przez Humphry Davy. Davy odkrył, że ogrzewanie azotanu amonu rozkłada go na podtlenek azotu i parę wodną:
NH4NO3 (s) → 2 H2O (g) + N2O (g)
Choć prosta, ważne jest, aby delikatnie podgrzewać azotan amonu w temperaturze od 170 °C do 240 °C (338 °F do 464 °F). Przekroczenie maksymalnej temperatury prowadzi do szybkiego rozkładu i spowoduje pęknięcie szklanych naczyń. Najbezpieczniej jest używać małych ilości azotanu amonu i albo termometr lub źródło ciepła z termostatem do kontroli temperatury.
- Umieść niewielką ilość azotanu amonu w probówce. Cap probówki z jednym otworem zatrzymany. Włóż plastikową lub szklaną rurkę do otworu i przeprowadź ją do gorącej kąpieli wodnej. Woda musi być gorąca, ponieważ podtlenek azotu rozpuszcza się w zimnej wodzie, zmniejszając ilość zebranego materiału. Zbierz bąbelki do odwróconego słoika. Ten zestaw do zbierania gazów nazywany jest korytem pneumatycznym. Skrapla on wodę powstałą w wyniku reakcji i usuwa zanieczyszczenia, takie jak dym.
- Po ustawieniu sprzętu powoli podgrzej azotan amonu. Możesz to zrobić nad płomieniem lub palnikiem. Podgrzewaj tak, aby nie przekroczyć maksymalnej temperatury i aby wytwarzać pęcherzyki gazu w tempie jednego do dwóch pęcherzyków na sekundę.
- Przestań podgrzewać azotan amonu, zanim cały się rozłoży. Pomaga to zapobiec przegrzaniu. Wyłącz ogrzewanie i odłącz przewód od słoika, aby woda nie wpływała do niego. Przykryj pojemnik przed odwróceniem go do pionu, aby nie stracić gazu. Możesz uszczelnić pojemnik, gdy jest odwrócony lub po prostu przykryć go płaskim arkuszem plastiku lub szkła przed odwróceniem go. Gaz w pojemniku to podtlenek azotu, plus mniejsze ilości innych tlenków azotu, takich jak tlenek azotu i tlenek azotu. Ekspozycja na powietrze utlenia tlenek azotu, tworząc podtlenek azotu.
Ta procedura jest stosowana do komercyjnego przygotowania podtlenku azotu, z obróbką kwasową i zasadową do dalszego oczyszczania gazu.
Wskazówki dotyczące bezpieczeństwa
Oto wskazówki dotyczące bezpiecznego przygotowania podtlenku azotu:
- Nie podgrzewaj azotanu amonu powyżej 240 °C lub 464 °F.
- Zaprzestań stosowania ciepła zanim ostatnia odrobina azotanu amonu ulegnie rozkładowi.
- Używaj azotanu amonu o najwyższej dostępnej czystości. Czysty azotan amonu jest bardziej stabilny niż azotan amonu z zanieczyszczeniami.
- Wykonaj projekt pod wyciągiem (w laboratorium) lub w dobrze wentylowanym miejscu (w domu). Podczas gdy podtlenek azotu jest bezpiecznym gazem laboratoryjnym, nadmierne narażenie poprzez wdychanie może spowodować niedotlenienie, podobnie jak nadmierne narażenie na gazowy hel.
Inne sposoby wytwarzania podtlenku azotu
W 1772 roku Joseph Priestley stał się pierwszą osobą, która zsyntetyzowała podtlenek azotu. Priestly zebrał gaz wytworzony przez posypanie kwasem azotowym opiłków żelaza. Chociaż jest to skuteczna metoda, najlepiej pozostawić ją w laboratorium, a nie w domu, ponieważ kwas azotowy powinien być używany pod dygestorium, z odpowiednim sprzętem chroniącym przed rozpryskiem.
Inną metodą wytwarzania podtlenku azotu w domu lub laboratorium jest ogrzewanie mieszaniny azotanu sodu i siarczanu amonu. Ponownie, zbieraj gaz za pomocą pneumatycznego koryta. Podgrzewanie tej mieszaniny jest nawet bezpieczniejsze niż rozkładanie azotanu amonu.
2 NaNO3 + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2 N2O+ 4 H2O
Reakcja chemiczna między mocznikiem, kwasem azotowym i kwasem siarkowym również wytwarza podtlenek azotu.
2 (NH2)2CO + 2 HNO3+ H2SO4 → 2 N2O + 2 CO2 + (NH4)2SO4 + 2H2O
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Chemia nieorganiczna. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
- McEvoy, J. G. (2015). „Gazy, Bóg i równowaga w przyrodzie: A commentary on Priestley (1772) 'Observations on different kinds of air'”. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 373 (2039): 20140229. doi:10.1098/rsta.2014.0229
- Parmon, V. N.; Panov, G. I.; Uriarte, A.; Noskov, A. S. (2005). „Podtlenek azotu w chemii utleniania i katalizie zastosowanie i produkcja”. Catalysis Today. 100 (2005): 115-131. doi:10.1016/j.cattod.2004.12.012
- Suwa, T.; Matsushima, A.; Suziki, Y.; Namina, Y. (1961). „Manufacture of Nitrous Oxide by the Catalytic Oxidation of Ammonia”. The Journal of the Society of Chemical Industry. Japan. 64 (11): 1879-1888. doi:10.1246/nikkashi1898.64.11_1879
.