Πολλές χημικές αντιδράσεις έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός αερίου προϊόντος. Παρόλο που οι περισσότερες αντιδράσεις παραγωγής αερίου πραγματοποιήθηκαν, για παράδειγμα, σε εργαστήρια χημείας εισαγωγικού επιπέδου παράγουν υδρογόνο, οξυγόνο ή διοξείδιο του άνθρακα, μερικά παράγουν επίσης άζωτο. Η αντίδραση μεταξύ νιτρώδους νατρίου, NaNO2 και σουλφαμικού οξέος, HSO3NH2, για παράδειγμα, παράγει όξινο θειικό νάτριο, ή NaHS04, νερό ή Η2Ο και αέριο άζωτο, Ν2. Ο πειραματιστής μπορεί ακόμη και να πραγματοποιήσει την αντίδραση μέσα σε μια σύριγγα για να συλλάβει το άζωτο, αν και κάτι τέτοιο απαιτεί κάποιο εξειδικευμένο εξοπλισμό.
Ζυγίστε περίπου 3,5 γραμμάρια στερεού νιτρώδους νατρίου σε ισορροπία και μεταφέρετέ το σε ένα μικρό φλιτζάνι ή φιάλη. Προσθέστε περίπου 50 mL νερού στη φιάλη ή το κύπελλο και στροβιλίστε ή ανακατέψτε το περιεχόμενο μέχρι να διαλυθεί εντελώς το νιτρώδες νάτριο. Μεταφέρετε το διάλυμα σε βαθμονομημένο κύλινδρο 100 mL και μετά προσθέστε νερό σε τελικό όγκο 100 mL. Μεταφέρετε το διάλυμα σε ένα άδειο πλαστικό μπουκάλι 16 ή 20 ουγγιών, το οποίο θα χρησιμεύσει ως δοχείο αντίδρασης.
Ζυγίστε περίπου 4,0 γραμμάρια στερεού σουλφαμικού οξέος και αφήστε το στην άκρη.
Προετοιμαστείτε για να ξεκινήσετε την αντίδραση έχοντας ένα μπαλόνι έτοιμο να τοποθετηθεί πάνω από το άνοιγμα της φιάλης μόλις προσθέσετε το σουλφαμικό οξύ. Στη συνέχεια, σε μια καλά αεριζόμενη περιοχή, τοποθετήστε τη φιάλη σε όρθια θέση, προσθέστε γρήγορα το σουλφαμικό οξύ στη φιάλη και τραβήξτε αμέσως ένα μπαλόνι πάνω από το άνοιγμα της φιάλης. Η παραγωγή αερίου αζώτου πρέπει να ξεκινήσει αμέσως.
Παρακολουθήστε προσεκτικά την αντίδραση για να βεβαιωθείτε ότι το μπαλόνι δεν ξεχειλίζει και βγαίνει από τη φιάλη. Ωστόσο, μην στρέφετε ανά πάσα στιγμή τη φιάλη προς τον εαυτό σας ή άλλο άτομο. Όταν το μπαλόνι σταματήσει να φουσκώνει, ή εάν το μπαλόνι φαίνεται να είναι πλήρως διογκωμένο, πιέστε το μπαλόνι στο λαιμό και αφαιρέστε το από τη φιάλη. Το μπαλόνι περιέχει αέριο άζωτο με ίχνος αέρα.
Εξουδετερώστε το διάλυμα σουλφαμικού οξέος και νιτρώδους νατρίου προσθέτοντας μαγειρική σόδα (όξινο ανθρακικό νάτριο) στη φιάλη έως ότου δεν εξελίσσεται πλέον αέριο και, στη συνέχεια, απορρίψτε το διάλυμα σε αποχέτευση. Ξεπλύνετε όλα τα γυάλινα σκεύη και συσκευές με διάλυμα όξινου ανθρακικού νατρίου και στη συνέχεια ξεπλύνετε καλά ή, στην περίπτωση της πλαστικής φιάλης, πετάξτε τα.
Πράγματα που θα χρειαστείτε
- 3,5 γραμμάρια νιτρώδους νατρίου
- Ισορροπία ικανό να μετρά έως 0,1 γραμμάρια
- Μικρό φλιτζάνι ή φιάλη
- Νερό
- Κυλινδρικός κύλινδρος 100 ml
- Κενό πλαστικό μπουκάλι 16 ή 20 ουγγιών
- 4 γραμμάρια σουλφαμικού οξέος
- Μπαλόνι
- Μαγειρική σόδα (όξινο ανθρακικό νάτριο)
Συμβουλές
Η αντίδραση που περιγράφεται παραπάνω πρέπει να παράγει περίπου 1,6 λίτρα αερίου αζώτου. Οι αναλογίες των αντιδραστηρίων, ωστόσο, είναι άμεσα επεκτάσιμες, δηλαδή, στο μισό όλων των μαζών και των όγκων θα μειωθεί ο όγκος του αζώτου κατά το ήμισυ.
Προειδοποιήσεις
Το νιτρώδες νάτριο είναι τοξικό και το σουλφαμικό οξύ είναι τοξικό και διαβρωτικό και σχηματίζει ισχυρά οξέα στο νερό. Συνιστάται ιδιαίτερα η χρήση γυαλιών ασφαλείας και λαστιχένιων γαντιών. Να εργάζεστε πάντα σε καλά αεριζόμενο χώρο και να αποφεύγετε την αναπνοή σκόνης σουλφαμικού οξέος. Μην αναμιγνύετε το σουλφαμικό οξύ και το νιτρώδες νάτριο σε στερεή κατάσταση. Ελλείψει νερού, θα σχηματίσουν επιβλαβείς αναθυμιάσεις αντί για άζωτο. Μην συγχέετε νιτρώδες νάτριο, NaNO2, με νιτρικό νάτριο, NaNO3. Το νιτρικό νάτριο δεν παράγει άζωτο όταν συνδυάζεται με σουλφαμικό οξύ.
