Þau sem mynda sölt, hluti 4 Bróm

Annar þáttur úr halógen fjölskyldunni er bróm. Það skipar stað á milli klórs og joðs (myndar saman halógen undirfjölskylduna) og eiginleikar þess eru í meðallagi miðað við nágranna hans efst og neðst í hópnum. Sá sem heldur að þetta sé óáhugaverður þáttur skjátlast hins vegar.

Til dæmis er bróm eini vökvinn meðal málmlausra og litur þess er enn einstakur í heimi frumefnanna. Aðalatriðið er þó að hægt sé að gera áhugaverðar tilraunir með það heima.

- Það er eitthvað vond lykt hérna inni! -

...... hrópaði franski efnafræðingurinn Joseph Gay-Lussacþegar hann sumarið 1826, fyrir hönd frönsku akademíunnar, athugaði skýrsluna um uppgötvun nýs frumefnis. Höfundur þess var víðar óþekktur Antoine börn. Ári áður hafði þessi 23 ára apótekari kannað möguleikann á því að búa til joð úr brugglausnum sem verða eftir við kristöllun bergsalts úr sjó (aðferð sem notuð er til að búa til salt í heitu loftslagi eins og frönsku Miðjarðarhafsströndinni). Klór blaðraði í gegnum lausnina og kom joðinu úr saltinu. Hann fékk frumefnið, en tók eftir einhverju öðru - filmu af gulleitum vökva með sterkri lykt. Hann skildi það að og sameinaði það síðan. Leifin reyndist vera dökkbrúnn vökvi, ólíkt nokkru þekktu efni. Prófunarniðurstöður Balar sýndu að þetta er nýr þáttur. Því sendi hann skýrslu til frönsku akademíunnar og beið eftir niðurstöðu hennar. Eftir að uppgötvun Balars var staðfest var lagt til nafn fyrir frumefnið. bróm, dregið af grísku bromos, þ.e. ólykt, vegna þess að lyktin af brómi er ekki skemmtileg (1).

Attention! Slæm lykt er ekki eini ókosturinn við bróm. Þetta frumefni er alveg jafn skaðlegt og hærri halógenin og þegar það er komið á húðina skilur það eftir sig sár sem erfitt er að gróa. Þess vegna ættir þú í engu tilviki að fá bróm í hreinu formi og forðast að anda að þér lyktinni af lausninni.

sjávarþáttur

Sjórinn inniheldur nánast allt brómið sem er til staðar á jörðinni. Útsetning fyrir klór veldur losun bróms, sem rokkar upp með loftinu sem notað er til að blása vatninu. Í móttökutækinu er bróm þéttað og síðan hreinsað með eimingu. Vegna ódýrari samkeppni og minni hvarfgirni er bróm eingöngu notað þegar þörf krefur. Mörg notkun er horfin, eins og silfurbrómíð í ljósmyndun, blýbensínaukefni og halon slökkviefni. Bróm er hluti af bróm-sink rafhlöðum og efnasambönd þess eru notuð sem lyf, litarefni, aukefni til að draga úr eldfimi plasts og plöntuverndarvörur.

Efnafræðilega er bróm ekki frábrugðið öðrum halógenum: það myndar sterka vetnisbrómsýru HBr, sölt með brómanjóninu og nokkrar súrefnissýrur og sölt þeirra.

Bróm sérfræðingur

Viðbrögðin sem eru einkennandi fyrir brómíð anjón eru svipuð og tilraunirnar sem gerðar voru fyrir klóríð. Eftir að lausn af silfurnítrati AgNO hefur verið bætt við₃ illa leysanlegt botnfall af AgBr botnfalli, dökknar í ljósinu vegna ljósefnafræðilegs niðurbrots. Botnfallið hefur gulleitan lit (öfugt við hvítt AgCl og gult AgI) og er illa leysanlegt þegar NH ammoníaklausn er bætt við._3aq (sem aðgreinir það frá AgCl, sem er mjög leysanlegt við þessar aðstæður) (2). 

2. Samanburður á litum silfurhalíða - hér að neðan má sjá rotnun þeirra eftir ljós.

Auðveldasta leiðin til að greina brómíð er að oxa þau og ákvarða tilvist ókeypis bróms. Fyrir prófið þarftu: kalíumbrómíð KBr, kalíumpermanganat KMnO₄, brennisteinssýrulausn (VI) H₂SO₄ og lífrænan leysi (td málningarþynnri). Hellið litlu magni af KBr og KMnO lausnum í tilraunaglas.₄og svo nokkrir dropar af sýru. Innihaldið verður strax gulleitt (upphaflega var það fjólublátt úr viðbættu kalíumpermanganati):

2KMn₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 þúsund.₂SO₄ +5 Br₂ + 8 klst₂Um Bæta við þjónustu

3. Bróm sem dregið er úr vatnslögunum (neðst) gerir lífræna leysilagið rauðbrúnt (efst).

leysir og hristið hettuglasið til að blanda innihaldinu. Eftir að hafa flagnað af sérðu að lífræna lagið hefur fengið brúnleitan lit. Bróm leysist betur upp í óskautuðum vökva og fer úr vatni í leysi. Skoðað fyrirbæri útdráttur (3). 

Brómvatn heima

brómvatn er vatnslausn sem fæst í iðnaði með því að leysa upp bróm í vatni (um 3,6 g af brómi á 100 g af vatni). Það er hvarfefni sem notað er sem vægt oxunarefni og til að greina ómettað eðli lífrænna efnasambanda. Hins vegar er frítt bróm hættulegt efni og þar að auki er brómvatn óstöðugt (bróm gufar upp úr lausn og hvarfast við vatn). Þess vegna er best að fá það smá lausn og nota það strax í tilraunir.

Þú hefur þegar lært fyrstu aðferðina til að greina brómíð: oxun sem leiðir til myndunar óbundins bróms. Að þessu sinni skal bæta nokkrum dropum af H við kalíumbrómíðlausnina KBr í flöskunni.₂SO₄ og hluti af vetnisperoxíði (3% H₂O₂ notað sem sótthreinsiefni). Eftir smá stund verður blandan gulleit:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →K₂SO₄ + Br₂ + 2 klst₂O

Brómvatnið sem þannig fæst er mengað, en aðeins X veldur áhyggjum.₂O₂. Þess vegna verður að fjarlægja það með mangandíoxíði MnO.₂sem mun brjóta niður umfram vetnisperoxíð. Auðveldasta leiðin til að fá efnasambandið er úr einnota frumum (tilgreindar sem R03, R06), þar sem það er í formi dökks massa sem fyllir sinkbolla. Setjið klípu af massanum í flöskuna og eftir hvarfið er flotinu hellt af og hvarfefnið er tilbúið.

Önnur aðferð er rafgreining á vatnslausn af KBr. Til að fá tiltölulega hreina brómlausn er nauðsynlegt að smíða þind rafgreiningartæki, þ.e. skiptu bara bikarnum með viðeigandi pappa (þannig munt þú draga úr blöndun efnahvarfanna á rafskautunum). Grafítstöng sem tekin er úr einnota klefanum 3 sem nefnd er hér að ofan verður notuð sem jákvæð rafskaut og venjuleg nagli sem neikvæð rafskaut. Aflgjafinn er 4,5 V myntfrumu rafhlaða Helltu KBr lausninni í bikarglasið, settu rafskautin með áföstum vírum og tengdu rafhlöðuna við vírana. Nálægt jákvæðu rafskautinu verður lausnin gul (þetta er brómvatnið þitt) og vetnisbólur myndast við neikvæða rafskautið (4). Það er mikil brómlykt fyrir ofan glerið. Dragðu lausnina upp með sprautu eða pípettu.

4. Heimagerð þindfruma vinstra megin og sama klefan við framleiðslu á brómvatni (hægri). Hvarfefnið safnast fyrir í kringum jákvæða rafskautið; vetnisbólur sjást á neikvæðu rafskautinu.

Þú getur geymt brómvatn í stuttan tíma í vel lokuðu íláti, varið gegn ljósi og á köldum stað, en það er betra að prófa það strax. Ef þú gerðir sterkjujoðpappíra samkvæmt uppskriftinni úr öðrum hluta lotunnar skaltu setja dropa af brómvatni á pappírinn. Dökkur blettur mun strax birtast, sem gefur til kynna myndun ókeypis joðs:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

Rétt eins og bróm fæst úr sjó með því að skipta því úr brómíðum með sterkara oxunarefni (), þannig leysir bróm út joð sem er veikara en það úr joðefnum (auðvitað mun klór líka flytja joð).

Ef þú átt ekki sterkjujoðpappír skaltu hella lausn af kalíumjoðíði í tilraunaglas og bæta við nokkrum dropum af brómvatni. Lausnin dökknar og þegar sterkjuvísir (sviflausn af kartöflumjöli í vatni) er bætt við verður hún dökkblá - niðurstaðan gefur til kynna útlit óbundins joðs (5). 

5. Greining á brómi. Að ofan - sterkjujoðpappír, fyrir neðan - lausn af kalíumjoðíði með sterkjuvísi (vinstra megin - hvarfefni fyrir hvarfið, til hægri - afleiðing af blöndun lausnanna).

Tvær eldhústilraunir.

Af mörgum tilraunum með brómvatn legg ég til tvær sem þú þarft hvarfefni fyrir úr eldhúsinu. Í fyrsta lagi skaltu taka út flösku af repjuolíu,

7. Hvarf brómvatns við jurtaolíu. Efsta lagið af olíu er sýnilegt (til vinstri) og neðsta lagið af vatni litað með brómi fyrir hvarfið (vinstri). Eftir hvarfið (til hægri) mislitaðist vatnslagið.

sólblómaolía eða ólífuolía. Hellið litlu magni af jurtaolíu í tilraunaglas með brómvatni og hristið innihaldið þannig að hvarfefnin blandast vel. Þegar óstöðuga fleytin brotnar niður verður olía efst (minni en vatn) og brómvatn neðst. Hins vegar hefur vatnslagið misst gulleitan lit. Þessi áhrif "banna" vatnslausnina og notar hana til að hvarfast við íhluti olíunnar (6). 

Jurtaolía inniheldur töluvert mikið af ómettuðum fitusýrum (samsett með glýseríni til að mynda fitu). Brómatóm eru tengd við tvítengi í sameindum þessara sýra og mynda samsvarandi brómafleiður. Breyting á lit brómvatns er vísbending um að ómettuð lífræn efnasambönd séu í prófunarsýninu, þ.e. efnasambönd sem hafa tví- eða þrítengi milli kolefnisatóma (7). 

Fyrir seinni eldhústilraunina, undirbúið matarsóda, þ.e. natríumbíkarbónat, NaHCO.₃, og tveir sykrur - glúkósa og frúktósa. Þú getur keypt gos og glúkósa í matvöruversluninni og frúktósa í söluturninum fyrir sykursýki eða heilsufæði. Glúkósi og frúktósi mynda súkrósa, sem er algengur sykur. Auk þess eru þeir mjög líkir að eiginleikum og hafa sömu heildarformúlu og ef þetta var ekki nóg fara þeir auðveldlega hver í aðra. Að vísu er munur á þeim: frúktósi er sætari en glúkósa og í lausn snýr hann ljósplaninu í hina áttina. Hins vegar, til auðkenningar, muntu nota muninn á efnafræðilegri uppbyggingu: glúkósa er aldehýð og frúktósi er ketón.

7. Viðbrögð við að bæta brómi við bindingu

Þú gætir muna að afoxandi sykrur eru auðkenndar með Trommer og Tollens prófunum. Ytra útsýni yfir múrsteinn Cu innborgun₂O (í fyrstu tilraun) eða silfurspegill (í annarri) gefur til kynna nærveru afoxandi efnasambanda, svo sem aldehýða.

Hins vegar gera þessar tilraunir ekki greinarmun á glúkósaaldehýði og frúktósaketóni, þar sem frúktósi mun fljótt breyta uppbyggingu sinni í hvarfefninu og breytast í glúkósa. Þynnra hvarfefni er nauðsynlegt.

Halógen sem 

Það er til hópur efnasambanda sem eru svipaðir að eiginleikum og svipuð efnasambönd. Þeir mynda sýrur með almennu formúlunni HX og sölt með einneikvæðum X– anjónum og þessar sýrur myndast ekki úr oxíðum. Dæmi um slíka gervihalógena eru eitruð blásýru HCN og skaðlausa þíósýanatið HSCN. Sum þeirra mynda jafnvel kísilsameindir, svo sem sýanógen (CN).₂.

Þetta er þar sem brómvatn kemur við sögu. Búðu til lausnir: glúkósa með því að bæta við NaHCO₃ og frúktósa, einnig með því að bæta matarsóda við. Hellið tilbúinni glúkósalausninni í annað tilraunaglasið með brómvatni og frúktósalausninni í hitt, einnig með brómvatni. Munurinn er greinilega sýnilegur: brómvatn aflitaðist undir áhrifum glúkósalausnar og frúktósi olli engum breytingum. Aðeins er hægt að greina á milli sykranna tveggja í örlítið basísku umhverfi (með natríumbíkarbónati) og með mildu oxunarefni, þ.e. brómvatni. Notkun sterklega basískrar lausnar (nauðsynleg fyrir Trommer og Tollens prófin) veldur hröðum breytingum á einum sykri í annan og mislitun á brómvatni einnig vegna frúktósa. Ef þú vilt vita skaltu endurtaka prófið með því að nota natríumhýdroxíð í stað matarsóda.