Cele care formează săruri, partea 4 Brom

Un alt element din familia halogenului este bromul. Ocupă un loc între clor și iod (formând împreună subfamilia halogenului), iar proprietățile sale sunt medii în comparație cu vecinii săi din partea de sus și de jos a grupului. Cu toate acestea, oricine crede că acesta este un element neinteresant se va înșela.

De exemplu, bromul este singurul lichid dintre nemetale, iar culoarea sa rămâne, de asemenea, unică în lumea elementelor. Principalul lucru, însă, este că se pot face experimente interesante cu el acasă.

- Ceva miroase urat aici! -

...... exclamă chimistul francez Joseph Gay-Lussaccând în vara anului 1826, în numele Academiei Franceze, a verificat raportul despre descoperirea unui nou element. Autorul său era mai larg necunoscut Antoine Copii. Cu un an mai devreme, acest farmacist în vârstă de 23 de ani explorase posibilitatea de a face iod din soluțiile de preparare rămase de la cristalizarea sării geme din apa de mare (o metodă folosită pentru a produce sare în climatele calde precum coasta mediteraneană franceză). Clorul a barbotat prin soluție, înlocuind iodul din sarea sa. A primit elementul, dar a observat altceva - o peliculă de lichid gălbui cu un miros puternic. L-a separat și apoi a îmbinat-o. Reziduul s-a dovedit a fi un lichid maro închis, spre deosebire de orice substanță cunoscută. Rezultatele testului Balar au arătat că acesta este un element nou. Prin urmare, a trimis un raport Academiei Franceze și a așteptat verdictul acesteia. După ce descoperirea lui Balar a fost confirmată, a fost propus un nume pentru element. brom, derivat din grecescul bromos, i.e. duhoare, deoarece mirosul de brom nu este plăcut (1).

Atenție! Mirosul urât nu este singurul dezavantaj al bromului. Acest element este la fel de dăunător ca halogenii superiori și, odată ajuns pe piele, lasă răni greu de vindecat. Prin urmare, în niciun caz nu trebuie să obțineți brom în formă pură și să evitați inhalarea mirosului soluției sale.

element de apă de mare

Apa de mare conține aproape tot bromul care este prezent pe glob. Expunerea la clor determină eliberarea de brom, care se volatilizează odată cu aerul folosit pentru a sufla apa. În recipient, bromul este condensat și apoi purificat prin distilare. Datorită concurenței mai ieftine și a reactivității mai puține, bromul este utilizat doar atunci când este necesar. Multe utilizări au dispărut, cum ar fi bromura de argint în fotografie, aditivii de benzină cu plumb și agenții de stingere a incendiilor cu halon. Bromul este un component al bateriilor brom-zinc, iar compușii săi sunt utilizați ca medicamente, coloranți, aditivi pentru a reduce inflamabilitatea materialelor plastice și produse de protecție a plantelor.

Din punct de vedere chimic, bromul nu diferă de alți halogeni: formează acid bromhidric puternic HBr, săruri cu anionul brom și unii acizi oxigenați și sărurile acestora.

Analist de brom

Reacțiile caracteristice anionului bromură sunt similare cu experimentele efectuate pentru cloruri. După adăugarea unei soluții de azotat de argint AgNO₃ un precipitat puțin solubil de AgBr precipită, întunecându-se la lumină din cauza descompunerii fotochimice. Precipitatul are o culoare gălbuie (spre deosebire de AgCl alb și AgI galben) și este slab solubil atunci când se adaugă o soluție de amoniac NH._3aq (care îl deosebește de AgCl, care este foarte solubil în aceste condiții) (2). 

2. Comparația culorilor halogenurilor de argint - mai jos puteți vedea degradarea lor după expunerea la lumină.

Cel mai simplu mod de a detecta bromurile este de a le oxida și de a determina prezența bromului liber. Pentru test veți avea nevoie de: bromură de potasiu KBr, permanganat de potasiu KMnO₄, soluție de acid sulfuric (VI) H₂SO₄ și un solvent organic (de exemplu, diluant pentru vopsea). Se toarnă o cantitate mică de soluții de KBr și KMnO într-o eprubetă.₄si apoi cateva picaturi de acid. Conținutul devine imediat gălbui (inițial era violet din permanganatul de potasiu adăugat):

2KMn₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 mii₂SO₄ +5Br₂ + 8 ore₂Despre Adăugați o porție

3. Bromul extras din stratul apos (de jos) transformă stratul de solvent organic în roșu-maro (sus).

solvent și agitați flaconul pentru a amesteca conținutul. După decojire, veți vedea că stratul organic a căpătat o culoare roșie maronie. Bromul se dizolvă mai bine în lichidele nepolare și trece de la apă la solvent. Fenomen observat extracție (3). 

Apa cu brom la domiciliu

apă cu brom este o soluție apoasă obținută industrial prin dizolvarea bromului în apă (aproximativ 3,6 g brom la 100 g apă). Este un reactiv folosit ca agent oxidant ușor și pentru a detecta natura nesaturată a compușilor organici. Cu toate acestea, bromul liber este o substanță periculoasă și, în plus, apa cu brom este instabilă (bromul se evaporă din soluție și reacționează cu apa). Prin urmare, cel mai bine este să o soluționați puțin și să o utilizați imediat pentru experimente.

Ați învățat deja prima metodă de depistare a bromurilor: oxidarea care duce la formarea bromului liber. De data aceasta, adăugați câteva picături de H în soluția de bromură de potasiu KBr din balon.₂SO₄ și o parte din peroxid de hidrogen (3% H₂O₂ folosit ca dezinfectant). După un timp, amestecul devine gălbui:

2KBr + H₂O₂ +H₂SO₄ → K₂SO₄ + Fr₂ + 2 ore₂O

Apa cu brom astfel obtinuta este poluata, dar X este singura preocupare.₂O₂. Prin urmare, trebuie îndepărtat cu dioxid de mangan MnO.₂care va descompune excesul de peroxid de hidrogen. Cea mai ușoară modalitate de a obține compusul este din celulele de unică folosință (denumite R03, R06), unde este sub forma unei mase întunecate care umple o cană de zinc. Puneți un vârf de masă în balon și, după reacție, turnați supernatantul și reactivul este gata.

O altă metodă este electroliza unei soluții apoase de KBr. Pentru a obține o soluție de brom relativ pură, este necesar să construiți un electrolizor cu diafragmă, adică. doar împărțiți paharul cu o bucată de carton potrivită (în acest fel veți reduce amestecarea produselor de reacție pe electrozi). Un baston de grafit luat din celula de unică folosință 3 menționată mai sus va fi folosit ca electrod pozitiv și un cui obișnuit ca electrod negativ. Sursa de alimentare este o baterie rotundă de 4,5 V. Turnați soluția KBr în pahar, introduceți electrozii cu fire atașate și conectați bateria la fire. În apropierea electrodului pozitiv, soluția se va îngălbeni (aceasta este apa dumneavoastră cu brom), iar la electrodul negativ se vor forma bule de hidrogen (4). Există un miros puternic de brom deasupra paharului. Extrageți soluția cu o seringă sau o pipetă.

4. Celulă cu diafragmă de casă în stânga și aceeași celulă în producția de apă cu brom (dreapta). Reactivul se acumulează în jurul electrodului pozitiv; pe electrodul negativ sunt vizibile bule de hidrogen.

Puteți păstra apa cu brom pentru o perioadă scurtă de timp într-un recipient bine închis, ferit de lumină și într-un loc răcoros, dar este mai bine să o încercați imediat. Daca ati facut hartii cu amidon iod conform retetei din a doua sectiune a ciclului, puneti o picatura de apa cu brom pe hartie. Va apărea imediat o pată întunecată, semnalând formarea iodului liber:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

Așa cum bromul se obține din apa de mare prin deplasarea acestuia din bromuri cu un agent oxidant mai puternic (), la fel și bromul înlocuiește iodul mai slab decât acesta din ioduri (desigur, clorul va înlocui și iodul).

Dacă nu aveți hârtie cu amidon iod, turnați o soluție de iodură de potasiu într-o eprubetă și adăugați câteva picături de apă cu brom. Soluția se întunecă, iar când se adaugă un indicator de amidon (o suspensie de făină de cartofi în apă), acesta devine albastru închis - rezultatul indică apariția iodului liber (5). 

5. Detectarea bromului. Deasupra - hârtie cu iod de amidon, dedesubt - o soluție de iodură de potasiu cu un indicator de amidon (în stânga - reactivi pentru reacție, în dreapta - rezultatul amestecării soluțiilor).

Două experimente în bucătărie.

Dintre numeroasele experimente cu apa brom, iti propun doua pentru care vei avea nevoie de reactivi din bucatarie. În primul, scoateți o sticlă de ulei de rapiță,

7. Reacția apei cu brom cu uleiul vegetal. Stratul superior de ulei este vizibil (stânga), iar stratul inferior de apă este colorat cu brom înainte de reacție (stânga). După reacție (dreapta), stratul apos s-a decolorat.

ulei de floarea soarelui sau de măsline. Se toarnă o cantitate mică de ulei vegetal într-o eprubetă cu apă cu brom și se agită conținutul astfel încât reactivii să se amestece bine. Pe măsură ce emulsia labilă se descompune, uleiul va fi în partea de sus (mai puțin dens decât apa) și apa de brom în partea de jos. Cu toate acestea, stratul de apă și-a pierdut culoarea gălbuie. Acest efect „interzice” soluția apoasă și o folosește pentru a reacționa cu componentele uleiului (6). 

Uleiul vegetal conține destul de mulți acizi grași nesaturați (combinându-se cu glicerina pentru a forma grăsimi). Atomii de brom sunt atașați la duble legături în moleculele acestor acizi, formând derivații de brom corespunzători. O schimbare a culorii apei cu brom este un indiciu că compuși organici nesaturați sunt prezenți în proba de testat, de exemplu. compuși care au legături duble sau triple între atomi de carbon (7). 

Pentru al doilea experiment de bucătărie, pregătiți bicarbonat de sodiu, adică bicarbonat de sodiu, NaHCO.₃, și două zaharuri - glucoză și fructoză. Puteți cumpăra sifon și glucoză de la magazin alimentar și fructoză la chioșcul pentru diabetici sau la magazinul de produse naturiste. Glucoza și fructoza formează zaharoza, care este un zahăr comun. În plus, sunt foarte asemănătoare ca proprietăți și au aceeași formulă totală, iar dacă acest lucru nu a fost suficient, trec cu ușurință unul în celălalt. Adevărat, există diferențe între ele: fructoza este mai dulce decât glucoza, iar în soluție întoarce planul luminii în cealaltă direcție. Cu toate acestea, pentru identificare, veți folosi diferența de structură chimică: glucoza este o aldehidă, iar fructoza este o cetonă.

7. Reacția de adăugare a bromului la legare

Poate vă amintiți că zaharurile reducătoare sunt identificate cu ajutorul testelor Trommer și Tollens. Vedere exterioară a depozitului de cărămidă Cu₂O (în prima încercare) sau o oglindă de argint (în a doua) indică prezența unor compuși reducători, cum ar fi aldehidele.

Cu toate acestea, aceste încercări nu fac distincție între aldehida de glucoză și cetona de fructoză, deoarece fructoza își va schimba rapid structura în mediul de reacție, transformându-se în glucoză. Este necesar un reactiv mai subțire.

Halogeni ca 

Există un grup de compuși chimici care au proprietăți similare cu compușii similari. Ele formează acizi cu formula generală HX și săruri cu anioni X– mononegativi, iar acești acizi nu sunt formați din oxizi. Exemple de astfel de pseudohalogeni sunt acidul cianhidric otrăvitor HCN și tiocianatul inofensiv HSCN. Unele dintre ele formează chiar molecule diatomice, cum ar fi cianogenul (CN).₂.

Aici intervine apa cu brom. Faceți soluții: glucoză cu adaos de NaHCO₃ și fructoză, de asemenea, cu adaos de bicarbonat de sodiu. Se toarnă soluția de glucoză preparată într-o eprubetă cu apă cu brom, iar soluția de fructoză în cealaltă, tot cu apă cu brom. Diferența este clar vizibilă: apa de brom s-a decolorat sub acțiunea soluției de glucoză, iar fructoza nu a provocat nicio modificare. Cele două zaharuri pot fi distinse doar într-un mediu ușor alcalin (prevăzut cu bicarbonat de sodiu) și cu un agent de oxidare ușor, adică apa cu brom. Utilizarea unei soluții puternic alcaline (necesară pentru testele Trommer și Tollens) determină conversia rapidă a unui zahăr în altul și decolorarea apei cu brom și prin fructoză. Dacă vrei să știi, repetă testul folosind hidroxid de sodiu în loc de bicarbonat de sodiu.