Tie, kurie sudaro druskas, 4 dalis Bromas

Kitas halogenų šeimos elementas yra bromas. Jis užima vietą tarp chloro ir jodo (kartu sudaro halogenų pošeimį), o jo savybės yra vidutinės, palyginti su kaimynais grupės viršuje ir apačioje. Tačiau kiekvienas, kuris mano, kad tai neįdomus elementas, klys.

Pavyzdžiui, bromas yra vienintelis skystis tarp nemetalų, o jo spalva taip pat išlieka unikali elementų pasaulyje. Tačiau svarbiausia, kad su juo būtų galima atlikti įdomių eksperimentų namuose.

- Kažkas čia blogai kvepia! -

...... sušuko prancūzų chemikas Josephas Gay-Lussackai 1826 m. vasarą Prancūzų akademijos vardu patikrino pranešimą apie naujo elemento atradimą. Jo autorius buvo plačiau nežinomas Antuanas Vaikai. Prieš metus šis 23 metų vaistininkas ištyrė galimybę pagaminti jodą iš alaus tirpalų, likusių kristalizuojant akmens druską iš jūros vandens (šis metodas naudojamas druskai gaminti šilto klimato šalyse, pavyzdžiui, Prancūzijos Viduržemio jūros pakrantėje). Chloras burbuliavo per tirpalą, išstumdamas jodą iš jo druskos. Elementą jis gavo, tačiau pastebėjo dar ką nors – gelsvo stipraus kvapo skysčio plėvelę. Jis jį atskyrė ir tada sujungė. Likutis pasirodė esąs tamsiai rudas skystis, nepanašus į bet kurią žinomą medžiagą. Balaro bandymų rezultatai parodė, kad tai naujas elementas. Todėl jis nusiuntė pranešimą Prancūzų akademijai ir laukė jos verdikto. Po to, kai Balaro atradimas buvo patvirtintas, elementui buvo pasiūlytas pavadinimas. bromas, kilęs iš graikų bromos, t.y. smirda, nes bromo kvapas nemalonus (1).

Dėmesio! Blogas kvapas nėra vienintelis bromo trūkumas. Šis elementas yra toks pat kenksmingas kaip ir aukštesni halogenai, o patekęs ant odos palieka sunkiai gyjančias žaizdas. Todėl jokiu būdu negalima gauti gryno bromo ir neįkvėpti jo tirpalo kvapo.

jūros vandens elementas

Jūros vandenyje yra beveik visas pasaulyje esantis bromas. Chloro poveikis sukelia bromo išsiskyrimą, kuris išgaruoja kartu su oru, naudojamu vandeniui pūsti. Imtuve bromas kondensuojamas ir išvalomas distiliuojant. Dėl pigesnės konkurencijos ir mažesnio reaktyvumo bromas naudojamas tik tada, kai reikia. Daugelio naudojimo atvejų nebeliko, pavyzdžiui, sidabro bromidas fotografijoje, benzino priedai su švinu ir haloninės gesinimo medžiagos. Bromas yra bromo-cinko baterijų sudedamoji dalis, o jo junginiai naudojami kaip vaistai, dažikliai, plastikų degumą mažinantys priedai ir augalų apsaugos produktai.

Chemiškai bromas nesiskiria nuo kitų halogenų: susidaro stipri vandenilio bromido rūgštis HBr, druskos su bromo anijonu ir kai kurios deguonies rūgštys bei jų druskos.

Bromo analitikas

Bromido anijonui būdingos reakcijos yra panašios į eksperimentus su chloridais. Įpylus sidabro nitrato AgNO tirpalo₃ iškrenta mažai tirpios AgBr nuosėdos, patamsėjusios šviesoje dėl fotocheminio skilimo. Nuosėdos yra gelsvos spalvos (priešingai nei baltas AgCl ir geltonas AgI) ir blogai tirpsta, kai pridedama NH amoniako tirpalo._„3aq“ (tuo skiriasi nuo AgCl, kuris tokiomis sąlygomis labai tirpsta) (2). 

2. Sidabro halogenidų spalvų palyginimas – žemiau matosi jų irimas po šviesos poveikio.

Lengviausias būdas aptikti bromidus yra juos oksiduoti ir nustatyti laisvo bromo buvimą. Tyrimui jums reikės: kalio bromido KBr, kalio permanganato KMnO₄, sieros rūgšties tirpalas (VI) H₂SO₄ ir organinio tirpiklio (pvz., dažų skiediklio). Į mėgintuvėlį supilkite nedidelį kiekį KBr ir KMnO tirpalų.₄o paskui kelis lašus rūgšties. Turinys iš karto tampa gelsvas (iš pradžių jis buvo purpurinis nuo pridėto kalio permanganato):

2 kmno₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 tūkst.₂SO₄ +5Br₂ + 8h₂Apie Pridėti aptarnavimą

3. Bromas, ekstrahuotas iš vandeninio sluoksnio (apačioje), nuspalvina organinio tirpiklio sluoksnį raudonai rudai (viršuje).

tirpiklio ir pakratykite buteliuką, kad turinys susimaišytų. Nulupus pamatysite, kad organinis sluoksnis įgavo rusvai raudoną spalvą. Bromas geriau tirpsta nepoliniuose skysčiuose ir iš vandens pereina į tirpiklį. Pastebėtas reiškinys gavyba (3). 

Bromo vanduo namuose

bromo vanduo yra vandeninis tirpalas, gaunamas pramoniniu būdu, tirpinant bromą vandenyje (3,6 g vandens yra apie 100 g bromo). Tai reagentas, naudojamas kaip švelnus oksidatorius ir aptikti nesočiųjų organinių junginių prigimtį. Tačiau laisvas bromas yra pavojinga medžiaga, be to, bromo vanduo yra nestabilus (bromas išgaruoja iš tirpalo ir reaguoja su vandeniu). Todėl geriausia jį šiek tiek išspręsti ir nedelsiant panaudoti eksperimentams.

Jūs jau išmokote pirmąjį bromidų aptikimo būdą: oksidaciją, dėl kurios susidaro laisvas bromas. Šį kartą į kolboje esantį kalio bromido tirpalą KBr įlašinkite kelis lašus H.₂SO₄ ir dalis vandenilio peroksido (3% H₂O₂ naudojamas kaip dezinfekavimo priemonė). Po kurio laiko mišinys tampa gelsvas:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ → Q₂SO₄ + Ne₂ + 2h₂O

Taip gautas bromo vanduo yra užterštas, tačiau susirūpinimą kelia tik X.₂O₂. Todėl jis turi būti pašalintas mangano dioksidu MnO.₂kuris suskaidys vandenilio peroksido perteklių. Lengviausias būdas gauti junginį yra iš vienkartinių ląstelių (žymimų R03, R06), kur jis yra tamsios masės pavidalu, užpildantis cinko puodelį. Į kolbą įdėkite žiupsnelį masės, o pasibaigus reakcijai nupilkite supernatantą, ir reagentas paruoštas.

Kitas būdas – vandeninio KBr tirpalo elektrolizė. Norint gauti gana gryną bromo tirpalą, reikia pastatyti diafragminį elektrolizatorių, t.y. tiesiog padalykite stiklinę tinkamu kartono gabalėliu (taip sumažinsite reakcijos produktų maišymąsi ant elektrodų). Grafitinė lazdelė, paimta iš aukščiau nurodytos vienkartinės kameros 3, bus naudojama kaip teigiamas elektrodas, o paprastas vinis kaip neigiamas elektrodas. Maitinimo šaltinis yra 4,5 V monetų elementų baterija. Į stiklinę supilkite KBr tirpalą, įstatykite elektrodus su pritvirtintais laidais ir prijunkite bateriją prie laidų. Netoli teigiamo elektrodo tirpalas taps geltonas (tai yra jūsų bromo vanduo), o prie neigiamo elektrodo susidarys vandenilio burbuliukai (4). Virš stiklo jaučiamas stiprus bromo kvapas. Ištraukite tirpalą švirkštu arba pipete.

4. Naminė diafragmos ląstelė kairėje ir ta pati bromo vandens gamybos ląstelė (dešinėje). Reagentas kaupiasi aplink teigiamą elektrodą; ant neigiamo elektrodo matomi vandenilio burbuliukai.

Bromo vandenį galite trumpai laikyti sandariai uždarytame inde, apsaugotame nuo šviesos ir vėsioje vietoje, bet geriau iš karto išbandyti. Jei krakmolo jodo popierių gaminote pagal receptą iš antrosios ciklo dalies, ant popieriaus užlašinkite lašą bromo vandens. Iš karto atsiras tamsi dėmė, rodanti laisvo jodo susidarymą:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

Kaip bromas gaunamas iš jūros vandens, iš bromidų jį išstumiant stipresniu oksidatoriumi (), taip bromas iš jodų išstumia silpnesnį nei jodą (žinoma, chloras taip pat išstums jodą).

Jei neturite krakmolo jodo popieriaus, į mėgintuvėlį įpilkite kalio jodido tirpalo ir įlašinkite kelis lašus bromo vandens. Tirpalas tamsėja, o pridėjus krakmolo indikatorių (bulvių miltų suspensiją vandenyje), jis tampa tamsiai mėlynas - rezultatas rodo laisvo jodo atsiradimą (5). 

5. Bromo aptikimas. Viršuje - krakmolo jodo popierius, apačioje - kalio jodido tirpalas su krakmolo indikatoriumi (kairėje - reakcijos reagentai, dešinėje - tirpalų maišymo rezultatas).

Du virtuvės eksperimentai.

Iš daugybės eksperimentų su bromo vandeniu siūlau du, kuriems reikės reagentų iš virtuvės. Pirmiausia išimkite butelį rapsų aliejaus,

7. Bromo vandens reakcija su augaliniu aliejumi. Matomas viršutinis aliejaus sluoksnis (kairėje), o apatinis vandens sluoksnis nusidažęs bromu prieš reakciją (kairėje). Po reakcijos (dešinėje) vandeninis sluoksnis pakito.

saulėgrąžų arba alyvuogių aliejaus. Į mėgintuvėlį su bromo vandeniu supilkite nedidelį kiekį augalinio aliejaus ir suplakite turinį, kad reagentai gerai susimaišytų. Labiai emulsijai suskaidžius, aliejus bus viršuje (mažiau tankus nei vanduo), o bromo vanduo apačioje. Tačiau vandens sluoksnis prarado gelsvą spalvą. Šis poveikis „uždraudžia“ vandeninį tirpalą ir naudoja jį reaguojant su aliejaus komponentais (6). 

Augaliniame aliejuje yra gana daug nesočiųjų riebalų rūgščių (susijungus su glicerinu, susidaro riebalai). Bromo atomai yra prijungti prie dvigubų ryšių šių rūgščių molekulėse, sudarydami atitinkamus bromo darinius. Bromo vandens spalvos pasikeitimas rodo, kad tiriamajame mėginyje yra nesočiųjų organinių junginių, t.y. junginiai, turintys dvigubą arba trigubą jungtį tarp anglies atomų (7). 

Antram virtuvės eksperimentui paruoškite kepimo soda, t. y. natrio bikarbonatą, NaHCO.₃, ir du cukrūs – gliukozė ir fruktozė. Sodos ir gliukozės galite nusipirkti bakalėjos parduotuvėje, o fruktozės – diabeto kioske ar sveiko maisto parduotuvėje. Gliukozė ir fruktozė sudaro sacharozę, kuri yra įprastas cukrus. Be to, jie yra labai panašūs savo savybėmis ir turi tą pačią bendrą formulę, o jei to nepakaktų, jie lengvai pereina vienas į kitą. Tiesa, tarp jų yra skirtumų: fruktozė yra saldesnė už gliukozę, o tirpale šviesos plokštumą pasuka kita kryptimi. Tačiau identifikavimui naudosite cheminės struktūros skirtumą: gliukozė yra aldehidas, o fruktozė yra ketonas.

7. Bromo pridėjimo reakcija į surišimą

Galite prisiminti, kad redukuojantys cukrūs nustatomi naudojant Trommer ir Tollens testus. Išorinis plytų Cu telkinio vaizdas₂O (pirmuoju bandymu) arba sidabrinis veidrodis (antruoju) rodo, kad yra redukuojančių junginių, tokių kaip aldehidai.

Tačiau šie bandymai neatskiria gliukozės aldehido ir fruktozės ketono, nes fruktozė greitai pakeis savo struktūrą reakcijos terpėje ir virsta gliukoze. Reikalingas plonesnis reagentas.

Halogenai kaip 

Yra grupė cheminių junginių, kurie savo savybėmis yra panašūs į panašius junginius. Jie sudaro rūgštis, kurių bendra formulė HX, ir druskas su mononeigiamais X– anijonais, o šios rūgštys nesusidaro iš oksidų. Tokių pseudohalogenų pavyzdžiai yra nuodinga vandenilio cianido rūgštis HCN ir nekenksmingas tiocianatas HSCN. Kai kurie iš jų netgi sudaro dviatomes molekules, tokias kaip cianogenas (CN).₂.

Čia atsiranda bromo vanduo. Paruoškite tirpalus: gliukozę, pridedant NaHCO₃ ir fruktozės, taip pat pridedant kepimo sodos. Paruoštą gliukozės tirpalą supilkite į vieną mėgintuvėlį su bromo vandeniu, o fruktozės tirpalą į kitą, taip pat su bromo vandeniu. Skirtumas aiškiai matomas: veikiant gliukozės tirpalui bromo vanduo nusispalvino, o fruktozė jokių pokyčių nesukėlė. Abu cukrus galima atskirti tik šiek tiek šarminėje aplinkoje (su natrio bikarbonatu) ir naudojant silpną oksidatorių, t. y. bromo vandenį. Naudojant stipriai šarminį tirpalą (būtiną Trommer ir Tollens testams) vienas cukrus greitai virsta kitu, o bromo vanduo taip pat keičia spalvą dėl fruktozės. Jei norite sužinoti, pakartokite bandymą naudodami natrio hidroksidą, o ne kepimo sodą.