Tisti, ki tvorijo soli, del 4 Brom

Drug element iz družine halogenov je brom. Zavzema mesto med klorom in jodom (skupaj tvorita poddružino halogenov), njegove lastnosti pa so povprečne v primerjavi s sosedi na vrhu in na dnu skupine. Kdor pa misli, da je to nezanimiv element, se bo zmotil.

Na primer, brom je edina tekočina med nekovinami, njegova barva pa ostaja edinstvena tudi v svetu elementov. Glavna stvar pa je, da se lahko z njim doma izvajajo zanimivi poskusi.

- Tukaj nekaj smrdi! -

...... je vzkliknil francoski kemik Joseph Gay-Lussacko je poleti 1826 v imenu francoske akademije preveril poročilo o odkritju novega elementa. Njen avtor je bil širše neznan Antoine Otroci. Leto prej je ta 23-letni lekarnar raziskal možnost pridobivanja joda iz raztopin za pivovarstvo, ki so ostale po kristalizaciji kamene soli iz morske vode (metoda, ki se uporablja za pridobivanje soli v toplih podnebjih, kot je francoska obala Sredozemskega morja). Klor je brbotal skozi raztopino in izrinil jod iz njene soli. Prejel je element, vendar je opazil nekaj drugega - film rumenkaste tekočine z močnim vonjem. Ločil ga je in nato združil. Izkazalo se je, da je ostanek temno rjava tekočina, ki ni podobna nobeni znani snovi. Rezultati testiranja Balarja so pokazali, da je to nov element. Zato je francoski akademiji poslal poročilo in čakal na njeno razsodbo. Potem ko je bilo Balarjevo odkritje potrjeno, je bilo za element predlagano ime. brom, ki izhaja iz grškega bromos, t.j. smrad, ker vonj po bromu ni prijeten (1).

Opozorilo! Slab vonj ni edina pomanjkljivost broma. Ta element je prav tako škodljiv kot višji halogeni in, ko pride na kožo, pušča rane, ki se težko celijo. Zato v nobenem primeru ne smete dobiti broma v čisti obliki in se izogibajte vdihavanju vonja njegove raztopine.

element morske vode

Morska voda vsebuje skoraj ves brom, ki je prisoten na svetu. Izpostavljenost kloru povzroči sproščanje broma, ki se izhlapi z zrakom, ki se uporablja za pihanje vode. V sprejemniku se brom kondenzira in nato očisti z destilacijo. Zaradi cenejše konkurence in manj reaktivnosti se brom uporablja le po potrebi. Številne uporabe so izginile, kot so srebrov bromid v fotografiji, dodatki za osvinčeni bencin in halonska gasilna sredstva. Brom je sestavni del brom-cinkovih baterij, njegove spojine pa se uporabljajo kot zdravila, barvila, dodatki za zmanjšanje vnetljivosti plastike in fitofarmacevtska sredstva.

Kemično se brom ne razlikuje od drugih halogenov: tvori močno bromovodikovo kislino HBr, soli z bromovim anionom ter nekatere kisikove kisline in njihove soli.

Analitik broma

Reakcije, značilne za bromidni anion, so podobne poskusom, opravljenim za kloride. Po dodajanju raztopine srebrovega nitrata AgNO₃ slabo topna oborina AgBr, ki na svetlobi potemni zaradi fotokemične razgradnje. Oborina ima rumenkasto barvo (v nasprotju z belim AgCl in rumenim AgI) in je slabo topna, ko dodamo raztopino NH amoniaka._3aq (kar ga razlikuje od AgCl, ki je v teh pogojih zelo topen) (2). 

2. Primerjava barv srebrovih halogenidov - spodaj si lahko ogledate njihov razpad po izpostavitvi svetlobi.

Bromide najlažje odkrijemo tako, da jih oksidiramo in ugotovimo prisotnost prostega broma. Za test boste potrebovali: kalijev bromid KBr, kalijev permanganat KMnO₄, raztopina žveplove kisline (VI) H₂SO₄ in organsko topilo (npr. razredčilo za barve). V epruveto nalijemo majhno količino raztopin KBr in KMnO.₄nato pa nekaj kapljic kisline. Vsebina takoj postane rumenkasta (prvotno je bila zaradi dodanega kalijevega permanganata vijolična):

2KMn₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 tisoč.₂SO₄ +5Br₂ + 8H₂O dodajanju serviranja

3. Brom, ekstrahiran iz vodne plasti (spodaj), obarva plast organskega topila rdeče-rjavo (zgoraj).

vehiklo in pretresite vialo, da se vsebina premeša. Ko odlepite, boste videli, da je organska plast dobila rjavkasto rdečo barvo. Brom se bolje raztopi v nepolarnih tekočinah in prehaja iz vode v topilo. Opaženi pojav ekstrakcija (3). 

Bromova voda doma

bromova voda je vodna raztopina, pridobljena industrijsko z raztapljanjem broma v vodi (približno 3,6 g broma na 100 g vode). Je reagent, ki se uporablja kot blago oksidacijsko sredstvo in za odkrivanje nenasičene narave organskih spojin. Vendar je prosti brom nevarna snov, poleg tega pa je bromova voda nestabilna (brom izhlapi iz raztopine in reagira z vodo). Zato je najbolje, da ga malo rešite in ga takoj uporabite za poskuse.

Prvo metodo za odkrivanje bromidov ste se že naučili: oksidacija, ki vodi do tvorbe prostega broma. Tokrat raztopini kalijevega bromida KBr v bučki dodamo nekaj kapljic H.₂SO₄ in del vodikovega peroksida (3% H₂O₂ uporablja kot razkužilo). Čez nekaj časa zmes postane rumenkasta:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →K₂SO₄ + br₂ + 2H₂O

Tako pridobljena bromova voda je onesnažena, vendar je X edina skrb.₂O₂. Zato ga je treba odstraniti z manganovim dioksidom MnO.₂ki bo razgradil presežek vodikovega peroksida. Spojino najlažje dobite iz celic za enkratno uporabo (označene kot R03, R06), kjer je v obliki temne mase, ki napolni cinkovo ​​skodelico. V bučko damo ščepec mase in po reakciji odlijemo supernatant in reagent je pripravljen.

Druga metoda je elektroliza vodne raztopine KBr. Za pridobitev razmeroma čiste raztopine broma je treba zgraditi diafragmni elektrolizer, tj. čašo samo razdelite s primernim kosom kartona (na ta način boste zmanjšali mešanje reakcijskih produktov na elektrodah). Kot pozitivna elektroda bo uporabljena grafitna palica, vzeta iz celice za enkratno uporabo 3, kot negativna elektroda pa navaden žebelj. Vir napajanja je gumbasta baterija 4,5 V. V čašo nalijte raztopino KBr, vstavite elektrode s pritrjenimi žicami in na žice povežite baterijo. V bližini pozitivne elektrode bo raztopina postala rumena (to je vaša bromova voda), na negativni elektrodi pa se bodo oblikovali vodikovi mehurčki (4). Nad kozarcem je močan vonj po bromu. Raztopino potegnite z brizgo ali pipeto.

4. Domača membranska celica na levi in ​​ista celica v proizvodnji bromove vode (desno). Reagent se nabira okoli pozitivne elektrode; na negativni elektrodi so vidni vodikovi mehurčki.

Bromovo vodo lahko za kratek čas shranite v tesno zaprti posodi, zaščiteno pred svetlobo in na hladnem, vendar je bolje, da takoj poskusite. Če ste naredili škrobno jod papirje po receptu iz drugega dela cikla, na papir nanesite kapljico bromove vode. Takoj se bo pojavila temna lisa, ki signalizira nastanek prostega joda:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

Tako kot se brom pridobi iz morske vode tako, da jo iz bromidov izpodriva z močnejšim oksidantom (), tako brom izpodriva jod šibkejši kot iz jodidov (seveda bo klor izpodrinil tudi jod).

Če nimamo škrobnega jodiranega papirja, vlijemo v epruveto raztopino kalijevega jodida in dodamo nekaj kapljic bromove vode. Raztopina potemni in ko dodamo škrobni indikator (suspenzija krompirjeve moke v vodi), postane temno modra - rezultat kaže na pojav prostega joda (5). 

5. Določanje broma. Zgoraj - škrobni jodni papir, spodaj - raztopina kalijevega jodida z indikatorjem škroba (na levi - reagenti za reakcijo, na desni - rezultat mešanja raztopin).

Dva kuhinjska eksperimenta.

Od številnih poskusov z bromovo vodo predlagam dva, za katera boste potrebovali reagente iz kuhinje. V prvem vzemite steklenico repičnega olja,

7. Reakcija bromove vode z rastlinskim oljem. Vidna je zgornja plast olja (levo) in spodnja plast vode, obarvana z bromom pred reakcijo (levo). Po reakciji (desno) se je vodna plast obarvala.

sončnično ali olivno olje. V epruveto z bromovo vodo nalijemo majhno količino rastlinskega olja in vsebino pretresemo, da se reagenti dobro premešajo. Ko se labilna emulzija razgradi, bo olje na vrhu (manj gosto kot voda) in bromova voda na dnu. Vendar je vodna plast izgubila rumenkasto barvo. Ta učinek "prepove" vodno raztopino in jo uporabi za reakcijo s komponentami olja (6). 

Rastlinsko olje vsebuje precej nenasičenih maščobnih kislin (v kombinaciji z glicerinom tvorijo maščobe). Atomi broma so vezani na dvojne vezi v molekulah teh kislin in tvorijo ustrezne derivate broma. Sprememba barve bromove vode je pokazatelj, da so v testnem vzorcu prisotne nenasičene organske spojine, t.j. spojine, ki imajo dvojne ali trojne vezi med ogljikovimi atomi (7). 

Za drugi kuhinjski poskus pripravimo sodo bikarbono, to je natrijev bikarbonat, NaHCO.₃, ter dva sladkorja – glukozo in fruktozo. Sodo in glukozo lahko kupite v trgovini, fruktozo pa v kiosku za diabetike ali trgovini z zdravo hrano. Glukoza in fruktoza tvorita saharozo, ki je pogost sladkor. Poleg tega sta si po lastnostih zelo podobni in imata enako skupno formulo, in če to ni bilo dovolj, zlahka prehajata drug v drugega. Res je, med njima so razlike: fruktoza je slajša od glukoze, v raztopini pa svetlobno ravnino obrne v drugo smer. Za identifikacijo pa boste uporabili razliko v kemijski strukturi: glukoza je aldehid, fruktoza pa keton.

7. Reakcija dodajanja broma na vezavo

Morda se spomnite, da se reducirajoči sladkorji identificirajo s testoma Trommer in Tollens. Zunanji pogled na nahajališče Cu₂O (v prvem poskusu) ali srebrno ogledalo (v drugem) kaže na prisotnost redukcijskih spojin, kot so aldehidi.

Vendar ti poskusi ne razlikujejo med glukoznim aldehidom in fruktoznim ketonom, saj bo fruktoza v reakcijskem mediju hitro spremenila svojo strukturo in se spremenila v glukozo. Potreben je tanjši reagent.

Halogeni kot 

Obstaja skupina kemičnih spojin, ki so po lastnostih podobne podobnim spojinam. Tvorijo kisline splošne formule HX in soli z mononegativnimi anioni X– in te kisline ne nastanejo iz oksidov. Primera takšnih psevdohalogenov sta strupena cianovodikova kislina HCN in neškodljiv tiocianat HSCN. Nekateri od njih celo tvorijo dvoatomske molekule, kot je cianogen (CN).₂.

Tu pride v poštev bromova voda. Pripravite raztopine: glukozo z dodatkom NaHCO₃ in fruktozo, tudi z dodatkom sode bikarbone. V eno epruveto z bromovo vodo vlijemo pripravljeno raztopino glukoze, v drugo, prav tako z bromovo vodo, pa raztopino fruktoze. Razlika je jasno vidna: bromova voda se je pod delovanjem raztopine glukoze razbarvala, fruktoza pa ni povzročila nobenih sprememb. Sladkorja je mogoče ločiti le v rahlo alkalnem okolju (z natrijevim bikarbonatom) in z blagim oksidantom, to je bromovo vodo. Uporaba močno alkalne raztopine (potrebna za Trommerjev in Tollensov test) povzroči hitro pretvorbo enega sladkorja v drugega in razbarvanje bromove vode tudi zaradi fruktoze. Če želite izvedeti, ponovite test z uporabo natrijevega hidroksida namesto sode bikarbone.