アンモニウム化合物と亜鉛粉末の反応

取り扱いに注意を要する実験です。アンモニウム化合物(硝酸アンモニウム・塩化アンモニウム)と亜鉛の混合物に少量の水が加わることで激しい燃焼(爆発)が起こります。

「動　画」最小限の量で実施：ガイドあり

反応のメカニズムは、３段階に分けて考えることができます。

①塩化アンモニウムが水に溶解して電離、塩化物イオンが生成する。

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^–

②塩化物イオンが触媒となって、硝酸アンモニウムが分解し水と一酸化二窒素が生成する反応を促す。

NH₄NO₃  → 2H₂O + N₂O

③一酸化二窒素が亜鉛粉末と反応して、窒素が生成する。

Zn + N₂O → ZnO + N₂

水を加えることで①の反応がスイッチとなり、②で生成した水も①の反応を加速します。②で生成した一酸化二窒素が③を進行させ、この②と③は、激しい発熱を伴い、反応を加速させていきます。ポイントは、少量の水で反応が開始することと、発生する気体量が大きいため密閉した容器中で起こると激しい爆発を伴う恐れがある点です。特に、水を加えなくても、ほんのわずかな水が容器に付着していたり、湿度が高い条件下でも反応が開始することがあります。もちろん、試薬を強く混合するなどの物理的な刺激でも同様です。

※この種の実験は、安易に実施してはなりません。実施する明確な目的がある場合に限り、最小限の使用量で実施し、十分な設備環境と監督者の指導が必要です。特に、アンモニウム化合物は、使用方法によって爆薬の材料となるため、学校での使用が制限されています。加熱や燃焼を伴う操作は基本的に実施してはなりません。

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◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対にしないで下さい。詳細は、次の３書(管理者の単著作物)でも扱っているものがありますので参考になさってください。