Triioduro di azoto: sintesi, decomposizione

Il triioduro di azoto noto come nitruro di iodio ha formula NI3 ed è un potente esplosivo molto sensibile agli urti o allo sfregamento. La sua produzione o detenzione in Italia è vietata state la pericolosità della specie per la sua elevata sensibilità.

Sintesi

Può essere sintetizzato alla temperatura di – 30°C a partire da nitruro di boro e fluoruro di iodio in presenza di triclorfluorometano secondo la reazione:
BN + 3 IF → NI3 + BF3

Il chimico francese Bernard Courtois nel 1812  mise a punto il primo metodo sintetico facendo reagire iodio ad ammoniaca concentrata. Dopo qualche minuto si filtra il triioduro di azoto che è di colore scuro
3 I2 + NH3 → NI3 + 3 HI

Il triioduro di azoto si presenta sotto forma di due addotti secondo le caratterizzazioni effettuate tramite diffrazione di raggi X, spettroscopia I.R. e U.V. ovvero come NI3∙ NH3 e NI3∙ 3 NH3.

Fin quando esso è mantenuto in presenza della soluzione ammoniacale è stabile ma, una volta asciutto è altamente esplosivo. Nel suo stato solido la struttura del triioduro di azoto è costituita da catene del tipo –NI2-I- NI2-I- NI2-I- in cui le molecole di ammoniaca si trovano tra le catene.

Il triioduro di azoto ha una struttura piramidale e, a causa della dimensione degli atomi di iodio che sono costretti più vicini gli uni agli altri di quanto permettano i loro raggi atomici, presenta una elevata tensione di Van der Waals

Decomposizione

La decomposizione del triioduro di azoto è favorita sia dal punto di vista cinetico in quanto ha una bassa energia di attivazione che da un punto di vista termodinamico.

Infatti la reazione di decomposizione
2 NI3 → N2 + 3 I2

presenta un aumento di entropia in quanto da 2 moli di reagenti si ottengono 1 + 3 = 4 moli di prodotti. Pertanto ΔS > 0. Inoltre poiché la reazione è altamente esotermica ovvero la variazione di entalpia ΔH è minore di zero si ha che la variazione dell’energia libera di Gibbs  è inferiore a zero.

La decomposizione dell’addotto triioduro di azoto-ammoniaca:

8 NI3∙ NH3 → 5 N2 + 6 NH4I + 9 I2

fu proposta successivamente ed è coerente sia con un aumento di entropia sia con la formazione di vapori viola di iodio che si formano a seguito della decomposizione. Questa avviene in modo esplosivo con emissione di un rumore simile a quello provocato dalla polvere da sparo.

Purtroppo se si naviga in Internet vi sono molti siti che mostrano la spettacolarità della reazione inducendo a realizzarla visto che i composti di partenza sono facilmente reperibili. Sarebbe tuttavia opportuno sottolineare quantomeno la pericolosità della reazione se condotta da persone inesperte.

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