De som danner salter, del 4 Brom

Et annet element fra halogenfamilien er brom. Den opptar et sted mellom klor og jod (sammen danner halogen-underfamilien), og egenskapene er gjennomsnittlige sammenlignet med naboene i toppen og bunnen av gruppen. Men alle som mener at dette er et uinteressant element vil ta feil.

For eksempel er brom den eneste væsken blant ikke-metaller, og fargen forblir også unik i elementenes verden. Det viktigste er imidlertid at interessante eksperimenter kan utføres med det hjemme.

- Noe lukter vondt her! -

...... utbrøt den franske kjemikeren Joseph Gay-Lussacda han sommeren 1826 på vegne av det franske akademi sjekket rapporten om oppdagelsen av et nytt grunnstoff. Forfatteren var mer ukjent Antoine barn. Et år tidligere hadde denne 23 år gamle apotekeren undersøkt muligheten for å lage jod fra bryggeløsninger som ble til overs fra krystalliseringen av steinsalt fra sjøvann (en metode som brukes til å lage salt i varmt klima som den franske middelhavskysten). Klor boblet gjennom løsningen og fortrengte jodet fra saltet. Han mottok elementet, men la merke til noe annet - en film av en gulaktig væske med sterk lukt. Han skilte den og slo den sammen. Resten viste seg å være en mørkebrun væske, ulikt noe kjent stoff. Testresultatene til Balar viste at dette er et nytt element. Derfor sendte han en rapport til det franske akademiet og ventet på dommen. Etter at Balars oppdagelse ble bekreftet, ble det foreslått et navn for elementet. brom, avledet fra det greske bromos, dvs. stank, fordi lukten av brom ikke er behagelig (1).

Advarsel! Dårlig lukt er ikke den eneste ulempen med brom. Dette elementet er like skadelig som de høyere halogenene, og når det først er på huden, etterlater det sår som er vanskelige å lege. Derfor bør du ikke i noe tilfelle få brom i sin rene form og unngå å inhalere lukten av løsningen.

sjøvannselement

Sjøvann inneholder nesten alt av brom som finnes på kloden. Eksponering for klor forårsaker frigjøring av brom, som fordamper med luften som brukes til å blåse vannet. I mottakeren blir brom kondensert og deretter renset ved destillasjon. På grunn av billigere konkurranse og mindre reaktivitet, brukes brom kun ved behov. Mange bruksområder er borte, for eksempel sølvbromid i fotografering, blyholdige bensintilsetningsstoffer og halonslukningsmidler. Brom er en bestanddel av brom-sink-batterier, og dets forbindelser brukes som medisiner, fargestoffer, tilsetningsstoffer for å redusere brennbarheten til plast og plantevernmidler.

Kjemisk skiller brom seg ikke fra andre halogener: det danner sterk hydrobromsyre HBr, salter med bromanionet og noen oksygensyrer og deres salter.

Bromanalytiker

Reaksjonene som er karakteristiske for bromidanionet ligner på forsøkene utført for klorider. Etter tilsetning av en løsning av sølvnitrat AgNO₃ et lite løselig bunnfall av AgBr bunner ut, som mørkner i lyset på grunn av fotokjemisk nedbrytning. Bunnfallet har en gulaktig farge (i motsetning til hvit AgCl og gul AgI) og er dårlig løselig når NH ammoniakkløsning tilsettes._3aq (som skiller det fra AgCl, som er svært løselig under disse forholdene) (2). 

2. Sammenligning av fargene til sølvhalogenider - nedenfor kan du se deres forfall etter eksponering for lys.

Den enkleste måten å oppdage bromider på er å oksidere dem og bestemme tilstedeværelsen av fritt brom. For testen trenger du: kaliumbromid KBr, kaliumpermanganat KMnO₄, svovelsyreløsning (VI) H₂SO₄ og et organisk løsningsmiddel (f.eks. malingtynner). Hell en liten mengde KBr- og KMnO-løsninger i et reagensrør.₄og så noen dråper syre. Innholdet blir umiddelbart gulaktig (opprinnelig var det lilla fra tilsatt kaliumpermanganat):

2KMno₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 tusen₂SO₄ +5 Br₂ + 8 t₂Om Legg til servering

3. Brom ekstrahert fra det vandige laget (nederst) farger det organiske løsemiddellaget rødbrunt (øverst).

løsemiddel og rist hetteglasset for å blande innholdet. Etter å ha skrellet av vil du se at det organiske laget har fått en brunrød farge. Brom løses bedre opp i ikke-polare væsker og går fra vann til løsemiddel. Observert fenomen добыча (3). 

Bromvann hjemme

bromvann er en vandig løsning oppnådd industrielt ved å løse opp brom i vann (ca. 3,6 g brom pr. 100 g vann). Det er et reagens som brukes som et mildt oksidasjonsmiddel og for å oppdage den umettede naturen til organiske forbindelser. Imidlertid er fritt brom et farlig stoff, og dessuten er bromvann ustabilt (brom fordamper fra løsningen og reagerer med vann). Derfor er det best å få det til en liten løsning og umiddelbart bruke det til eksperimenter.

Du har allerede lært den første metoden for å oppdage bromider: oksidasjon som fører til dannelse av fritt brom. Denne gangen tilsett noen dråper H til kaliumbromidløsningen KBr i kolben.₂SO₄ og en del av hydrogenperoksid (3 % H₂O₂ brukes som desinfeksjonsmiddel). Etter en stund blir blandingen gulaktig:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ → Q₂SO₄ + Br₂ + 2 t₂O

Det således oppnådde bromvannet er forurenset, men X er den eneste bekymringen.₂O₂. Derfor må det fjernes med mangandioksid MnO.₂som vil bryte ned overflødig hydrogenperoksid. Den enkleste måten å få sammensetningen på er fra engangsceller (betegnet som R03, R06), der den er i form av en mørk masse som fyller en sinkkopp. Plasser en klype av massen i kolben, og etter reaksjonen, hell av supernatanten, og reagensen er klar.

En annen metode er elektrolyse av en vandig løsning av KBr. For å få en relativt ren bromløsning er det nødvendig å bygge en diafragmaelektrolysator, dvs. bare del opp begeret med et passende stykke papp (på denne måten vil du redusere blandingen av reaksjonsproduktene på elektrodene). En grafittpinne tatt fra engangscellen 3 nevnt ovenfor vil bli brukt som en positiv elektrode, og en vanlig spiker som en negativ elektrode. Strømkilden er et 4,5 V knappcellebatteri Hell KBr-løsningen i begerglasset, sett inn elektrodene med ledninger festet, og koble batteriet til ledningene. Nær den positive elektroden vil løsningen bli gul (dette er bromvannet ditt), og hydrogenbobler vil dannes ved den negative elektroden (4). Det er en sterk lukt av brom over glasset. Trekk opp løsningen med en sprøyte eller pipette.

4. Hjemmelaget diafragmacelle til venstre og samme celle i produksjonen av bromvann (høyre). Reagenset samler seg rundt den positive elektroden; hydrogenbobler er synlige på den negative elektroden.

Du kan lagre bromvann i kort tid i en tett lukket beholder, beskyttet mot lys og på et kjølig sted, men det er bedre å prøve det med en gang. Hvis du laget stivelsejodpapir i henhold til oppskriften fra den andre delen av syklusen, legg en dråpe bromvann på papiret. En mørk flekk vil umiddelbart vises, som signaliserer dannelsen av fritt jod:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

På samme måte som brom oppnås fra sjøvann ved å fortrenge det fra bromider med et sterkere oksidasjonsmiddel (), så fortrenger brom jod svakere enn det fra jodider (selvfølgelig vil klor også fortrenge jod).

Hvis du ikke har stivelsejodpapir, hell en løsning av kaliumjodid i et reagensrør og tilsett noen dråper bromvann. Løsningen blir mørkere, og når en stivelsesindikator (en suspensjon av potetmel i vann) tilsettes, blir den mørkeblå - resultatet indikerer utseendet av fritt jod (5). 

5. Påvisning av brom. Over - stivelsejodpapir, under - en løsning av kaliumjodid med en stivelsesindikator (til venstre - reagenser for reaksjonen, til høyre - resultatet av å blande løsningene).

To kjøkkeneksperimenter.

Av de mange eksperimentene med bromvann foreslår jeg to som du trenger reagenser fra kjøkkenet til. I den første, ta ut en flaske rapsolje,

7. Reaksjon av bromvann med vegetabilsk olje. Det øverste laget av olje er synlig (til venstre) og det nederste laget av vann er farget med brom før reaksjonen (til venstre). Etter reaksjonen (til høyre) ble det vandige laget misfarget.

solsikke eller olivenolje. Hell en liten mengde vegetabilsk olje i et reagensglass med bromvann og rist innholdet slik at reagensene blandes godt. Ettersom den labile emulsjonen brytes ned, vil olje være på toppen (mindre tett enn vann) og bromvann i bunnen. Vannlaget har imidlertid mistet sin gulaktige farge. Denne effekten "forbyr" den vandige løsningen og bruker den til å reagere med komponentene i oljen (6). 

Vegetabilsk olje inneholder ganske mye umettede fettsyrer (kombinert med glyserin for å danne fett). Bromatomer er festet til dobbeltbindinger i molekylene til disse syrene, og danner de tilsvarende bromderivatene. En endring i fargen på bromvann er en indikasjon på at umettede organiske forbindelser er tilstede i testprøven, dvs. forbindelser som har dobbelt- eller trippelbindinger mellom karbonatomer (7). 

For det andre kjøkkeneksperimentet, tilbered natron, dvs. natriumbikarbonat, NaHCO.₃, og to sukkerarter - glukose og fruktose. Du får kjøpt brus og glukose i matbutikken, og fruktose i diabetikerkiosken eller helsekostbutikken. Glukose og fruktose danner sukrose, som er et vanlig sukker. I tillegg er de veldig like i egenskaper og har samme totalformel, og hvis dette ikke var nok, går de lett over i hverandre. Riktignok er det forskjeller mellom dem: fruktose er søtere enn glukose, og i løsningen snur den lysplanet i den andre retningen. For identifikasjon vil du imidlertid bruke forskjellen i kjemisk struktur: glukose er et aldehyd, og fruktose er en keton.

7. Reaksjon av tilsetning av brom til binding

Du husker kanskje at reduserende sukker er identifisert ved hjelp av Trommer- og Tollens-testene. Utvendig visning av murstein Cu-forekomst₂O (i det første forsøket) eller et sølvspeil (i det andre) indikerer tilstedeværelsen av reduserende forbindelser, for eksempel aldehyder.

Disse forsøkene skiller imidlertid ikke mellom glukosealdehyd og fruktoseketon, siden fruktose raskt vil endre sin struktur i reaksjonsmediet og bli til glukose. En tynnere reagens er nødvendig.

Halogener som 

Det er en gruppe kjemiske forbindelser som i egenskaper ligner lignende forbindelser. De danner syrer med den generelle formelen HX og salter med mononegative X-anioner, og disse syrene dannes ikke av oksider. Eksempler på slike pseudohalogener er den giftige blåsyren HCN og det ufarlige tiocyanatet HSCN. Noen av dem danner til og med diatomiske molekyler, for eksempel cyanogen (CN).₂.

Det er her bromvann kommer inn i bildet. Lag løsninger: glukose med tilsetning av NaHCO₃ og fruktose, også med tilsetning av natron. Hell den tilberedte glukoseløsningen i det ene reagensglasset med bromvann, og fruktoseløsningen i det andre, også med bromvann. Forskjellen er tydelig synlig: bromvann ble avfarget under påvirkning av glukoseløsning, og fruktose forårsaket ingen endringer. De to sukkerartene kan bare skilles i et lett alkalisk miljø (forsynt med natriumbikarbonat) og med et mildt oksidasjonsmiddel, dvs. bromvann. Bruk av en sterkt alkalisk løsning (nødvendig for Trommer- og Tollens-testene) forårsaker rask omdannelse av ett sukker til et annet og misfarging av bromvann også av fruktose. Hvis du vil vite det, gjenta testen med natriumhydroksid i stedet for natron.