Сублимация йода

В сегодняшнем эксперименте мы будем изучать сублимацию на примере йода. Сублимация (она же возгонка) – переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкое.

Обыденный опыт говорит нам, что при нагревании вещество сначала плавится, а потом – испаряется. Так, например, при нагревании лед сначала переходит в воду, а затем вода превращается в пар. Интересным исключением из этого правила является йод (не путать со спиртовым раствором – «йодом», который продают в аптеках). При обычных условиях йод представляет собой металлический порошок, который при сильном нагревании образует  фиолетовые пары (возгоняется) – газообразный молекулярный йод I₂ (как и должно быть у типичного галогена  F₂, Cl₂, Br₂).

Однако мы не будем проводить нагревание, а несколько изменим эксперимент, чтобы все прошло само собой (а нам лишь останется заснять результат). Для этого возьмем порошок магния (на видео – мелкий серый порошок), смешаем его с кристаллами йода (лучше предварительно тоже измельчить в порошок), и капнем сверху две-три капли воды. Мы наблюдаем лавинообразно протекающую химическую реакцию взаимодействия магния и иода, с выделением значительного количества тепла. При этом идет образование иодида магния, с последующим разложением до оксида магния, и все это сопровождается выделением тепла и возгонкой (сублимацией) иода.

Протекающие при этом химические реакции можно описать так:

2Mg + I₂ = MgI₂

Реакция протекает медленно, т.к. MgI₂ не выводиться из реакционной среды, а обволакивает металлический магний. Вода значительно ускоряет процесс, т.к. иодид переходит в раствор и способствует гидролизу кристаллического йода.

I₂ + H₂O = (в присутствии MgI₂) = HIO + H⁺ + I^-

MgO + 2I^- + 2H⁺ = MgI₂ + H₂O

MgI₂ + O₂ = (нагрев) = 2MgO + 2I₂

В последней реакции как раз выделяются пары йода, которые хорошо видно на видеозаписи.

Внимание!

Иод — токсичное вещество. Смертельная доза 2-3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров иода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких. При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение.

Домашнее задание:

Медицинский йод, который продается в аптеках, представляет собой спиртовый раствор йода. Можно ли из него получить кристаллы чистого йода, которые используются в эксперименте?

Школьная программа:    Физика (7 класс)       Химия (9 класс)