Este ușor să faci protoxid de azot sau gaz de râs acasă sau în laborator. Aveți nevoie doar de o sursă de căldură și de nitrat de amoniu. Iată instrucțiunile de fabricare a protoxidului de azot și sfaturi pentru a o face în siguranță.
Numele gazului de râs
Dar mai întâi, poate vă întrebați de ce se numește protoxidul de azot gaz de râs. Chimistul britanic Sir Humphry Davy a inventat numele, referindu-se la efectele euforice ale inhalării gazului.
Ce este protoxidul de azot sau gazul de râs?
Protoxidul de azot are formula chimică N2O. Este un gaz ininflamabil, incolor, care are o aromă dulce și un miros ușor metalic. Deși cea mai cunoscută utilizare a sa ar putea fi ca anestezic, protoxidul de azot are multe alte utilizări. Mărește puterea motoarelor cu combustie internă, servește ca oxidant în experimentele de chimie și în rachetă, acționează ca propulsor pentru alimente, inclusiv spray-uri de gătit și frișcă, și are multiple utilizări în medicină.
Faceți protoxid de azot
Cea mai simplă și mai sigură metodă de a face protoxid de azot acasă sau într-un mic laborator este cea concepută de Humphry Davy. Davy a descoperit că încălzirea nitratului de amoniu îl descompune în protoxid de azot și vapori de apă:
NH4NO3 (s) → 2 H2O (g) + N2O (g)
Deși simplă, este important să încălziți ușor nitratul de amoniu între 170 °C și 240 °C (338 °F și 464 °F). Depășirea temperaturii maxime duce la o descompunere rapidă și va sparge sticlăria. Cel mai sigur este să folosiți cantități mici de nitrat de amoniu și fie un termometru, fie o sursă de căldură cu un termostat pentru a controla temperatura.
- Puneți o cantitate mică de nitrat de amoniu într-o eprubetă. Acoperiți eprubeta cu un dop cu un singur orificiu. Introduceți un tub de plastic sau de sticlă în gaură și introduceți-l într-o baie de apă fierbinte. Apa trebuie să fie fierbinte deoarece protoxidul de azot se dizolvă în apă rece, reducând cantitatea colectată. Colectați bulele într-un borcan răsturnat. Această configurație pentru colectarea gazelor se numește jgheab pneumatic. Acesta condensează apa produsă de reacție și îndepărtează impuritățile, cum ar fi fumul.
- După ce ați pregătit echipamentul, încălziți încet nitratul de amoniu. Puteți face acest lucru deasupra unei flăcări sau a unui arzător. Aplicați căldura astfel încât să nu depășească temperatura maximă și astfel încât să producă bule de gaz cu o rată de una până la două bule pe secundă.
- Încetați încălzirea nitratului de amoniu înainte ca acesta să se fi descompus în totalitate. Acest lucru ajută la prevenirea supraîncălzirii. Opriți căldura și deconectați tubulatura de la borcanul de colectare pentru ca apa să nu urce în el. Acoperiți recipientul înainte de a-l întoarce în poziție verticală, astfel încât să nu pierdeți gazul. Puteți sigila recipientul în timp ce este răsturnat sau pur și simplu îl puteți acoperi cu o foaie plată de plastic sau de sticlă înainte de a-l întoarce. Gazul din recipient este protoxidul de azot, plus cantități mai mici de alți oxizi de azot, cum ar fi oxidul nitric și monoxidul de azot. Expunerea la aer oxidează oxidul de azot pentru a forma protoxid de azot.
Acest procedeu este utilizat pentru prepararea comercială a protoxidului de azot, cu tratamente cu acizi și baze pentru a purifica și mai mult gazul.
Sfaturi de siguranță
Iată câteva sfaturi pentru a prepara oxidul de azot în condiții de siguranță:
- Nu încălziți azotatul de amoniu la peste 240 °C sau 464 °F.
- Încetați aplicarea căldurii înainte ca ultima bucățică de azotat de amoniu să se fi descompus.
- Utilizați azotat de amoniu de cea mai mare puritate disponibilă. Nitratul de amoniu pur este mai stabil decât nitratul de amoniu cu impurități.
- Realizați proiectul sub o hotă de fum (într-un laborator) sau într-o zonă bine ventilată (acasă). Deși protoxidul de azot este un gaz de laborator sigur, supraexpunerea prin inhalare poate provoca hipoxie, la fel ca și supraexpunerea la heliu gazos.
Alte modalități de a produce protoxid de azot
În 1772, Joseph Priestley a devenit prima persoană care a sintetizat protoxidul de azot. Priestly a colectat gazul produs prin stropirea acidului azotic peste pilitură de fier. Deși este o metodă eficientă, este mai bine să fie lăsată în laborator decât acasă, deoarece acidul azotic trebuie folosit sub o hotă, cu un echipament adecvat pentru a vă proteja împotriva unei stropiri.
O altă metodă de a face protoxid de azot în casă sau în laborator este de a încălzi un amestec de nitrat de sodiu și sulfat de amoniu. Din nou, colectați gazul cu ajutorul unei jgheaburi pneumatice. Încălzirea acestui amestec este chiar mai sigură decât descompunerea nitratului de amoniu.
2 NaNO3 + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2 N2O+ 4 H2O
Reacția chimică dintre uree, acidul azotic și acidul sulfuric produce, de asemenea, protoxid de azot.
2 (NH2)2CO + 2 HNO3+ H2SO4 → 2 N2O + 2 CO2 + (NH4)2SO4 + 2H2O
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Chimie anorganică. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
- McEvoy, J. G. (2015). „Gases, God and the balance of nature” (Gazele, Dumnezeu și echilibrul naturii): 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). „Nitrous oxide in oxidation chemistry and catalysis application and production”. 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” (Fabricarea oxidului de azot prin oxidarea catalitică a amoniacului). The Journal of the Society of Chemical Industry. Japonia. 64 (11): 1879-1888. doi:10.1246/nikkashi1898.64.11_1879
.