Décomposition thermique de l’acide picrique.
Décomposition de l’azoture de sodium : airbag.
I. Matériels.
• 1 à 2 g d’acide picrique ou 2,4,6 trinitrophénol,1 à 2 g d’azoture de sodium.
• Une soucoupe, une spatule, un grand tube à essais en verre pyrex, un bouchon en liège.
• Une pince en bois, un petit ballon en caoutchouc.
• 1 brûleur à gaz pour déclencher la décomposition.
II. Action.
• Dans un grand tube à essais, on place un peu d’acide picrique cristallisé près du bouchon.
• On chauffe la base du tube horizontalement et on redresse le tube pour faire tomber les cristaux au fond du tube : détonation, expulsion du bouchon et noir de carbone.
• Dans un grand tube à essais, on place un peu d’azoture de sodium. On ferme le tube avec le ballon en caoutchouc.
• On chauffe fortement l’azoture de sodium. La décomposition brutale produit du diazote qui gonfle le ballon et du sodium qui brûle avec le dioxygène de l’air une fois le ballon enlevé.
• L’ajout d’eau va dissoudre l’oxyde de sodium formé et on obtient une solution d’hydroxyde de sodium très basique. La phénolphtaléine vire de l’incolore au rose violacé : pH = 10.
III. Que s’est–il passé ?
• L’acide picrique se décompose en monoxyde de carbone CO, en dioxyde de carbone CO2, en vapeur d’eau H2O, en diazote N2, et en carbone C.
• Cette décomposition est explosive, car on part d’un petit volume de solide pour obtenir un grand volume de gaz CO, CO2, H2O et N2.
• L’azoture de sodium chauffé se décompose en diazote gaz N2 et sodium métal Na : c’est le principe de l’airbag pyrotechnique. 100g d’azoture de sodium donne environ 56 litres de gaz diazote en 40 millisecondes dans un airbag de voiture.
• Le sodium chaud brûle avec le dioxygène O2 de l’air en formant N2O qui par dissolution dans l’eau forme une solution de soude caustique très alcaline.
IV. Réactions.
Voir le film.
V. Précautions.
• Mettre des lunettes de protection. Précautions habituelles avec un brûleur à gaz.
• Lire la fiche de sécurité FDS de l’acide picrique et du l’azoture de sodium.
Thermal decomposition of picric acid.
Decomposition of sodium azide: airbag.
1. Equipment.
• 1 to 2 g of picric acid or 2,4,6-trinitrophenol, 1 to 2 g of sodium .
• A porcelain dish, a spatula, a large test tube pyrex glass, a cork stopper.
• A test tube holder, a small rubber balloon.
• 1 butane burner with cartridge for initiating the decomposition.
2. Actions.
• In a large test tube , picric acid crystals are placed near the stopper.
• The bottom of the tube is heated horizontally. Put vertically the tube , crystals fall : detonation, stopper expulsion and carbon black.
• Sodium azide is placed in a large test tube closed with a rubber balloon.
• Heat up to 300°C the sodium azide. The sudden decomposition gives sodium metal and nitrogen gas that inflates the balloon. Sodium burns with oxygen in the air after removing the balloon.
• Water will dissolve sodium oxide formed and there is obtained a very basic sodium hydroxide solution. Phenolphthalein turns from colorless to purplish pink: pH= 10.
3. What happened ?
• Picric acid decomposes into carbon monoxide CO, carbon dioxide CO2 ,water vapor H2O, nitrogen N2 and carbon C.
• This decomposition is explosive. We start from a small volume of solid to get a large volume of gas CO, , CO2, H2O et N2 .
• Heated sodium azide decomposes into nitrogen N2 gas and sodium metal Na: the principle of pyrotechnic airbag. 100g of sodium azide gives about 56 liters of nitrogen gas in 40 milliseconds in a car airbag.
• Hot sodium burns with the oxygen O2 in the air forming N2O, by dissolution in water forms a highly alkaline sodium hydroxide solution.
4. Reactions.
See the movie.
5. Precautions.
• Wear goggles . Usual precautions with a gas burner.
• For further information, see safety data sheet of picric acid and sodium azide.
Post time: Jul-29-2017