Dem der danner salte, del 4 Brom

Et andet grundstof fra halogenfamilien er brom. Den indtager en plads mellem klor og jod (danner tilsammen halogenunderfamilien), og dens egenskaber er gennemsnitlige sammenlignet med dens naboer i toppen og bunden af ​​gruppen. Men enhver, der mener, at dette er et uinteressant element, vil tage fejl.

For eksempel er brom den eneste væske blandt ikke-metaller, og dens farve forbliver også unik i elementernes verden. Det vigtigste er dog, at der kan udføres interessante eksperimenter med det derhjemme.

- Noget lugter dårligt her! -

...... udbrød den franske kemiker Joseph Gay-Lussacda han i sommeren 1826 på vegne af det franske akademi kontrollerede beretningen om opdagelsen af ​​et nyt grundstof. Dens forfatter var mere ukendt Antoine Balar. Et år tidligere havde denne 23-årige apoteker undersøgt muligheden for at lave jod ud fra bryggeopløsninger tilovers fra krystallisationen af ​​stensalt fra havvand (en metode, der bruges til at lave salt i varme klimaer som den franske middelhavskyst). Klor boblede gennem opløsningen og fortrængte jodet fra dets salt. Han modtog elementet, men lagde mærke til noget andet - en hinde af en gullig væske med en stærk lugt. Han adskilte det og slog det derefter sammen. Resten viste sig at være en mørkebrun væske, i modsætning til noget kendt stof. Testresultaterne fra Balar viste, at dette er et nyt element. Derfor sendte han en rapport til det franske akademi og afventede dens dom. Efter at Balars opdagelse blev bekræftet, blev der foreslået et navn til grundstoffet. brom, afledt af det græske bromos, dvs. stank, fordi lugten af ​​brom ikke er behagelig (1).

Advarsel! Dårlig lugt er ikke den eneste ulempe ved brom. Dette element er lige så skadeligt som de højere halogener, og når det først er på huden, efterlader det sår, der er svære at hele. Derfor bør du under ingen omstændigheder få brom i sin rene form og undgå at indånde lugten af ​​dets opløsning.

havvandselement

Havvand indeholder næsten alt det brom, der findes på kloden. Udsættelse for klor forårsager frigivelse af brom, som fordamper med den luft, der bruges til at blæse vandet. I beholderen kondenseres brom og renses derefter ved destillation. På grund af billigere konkurrence og mindre reaktivitet bruges brom kun, når det er nødvendigt. Mange anvendelser er væk, såsom sølvbromid til fotografering, blyholdige benzintilsætningsstoffer og halonbrandslukningsmidler. Brom er en bestanddel af brom-zink-batterier, og dets forbindelser bruges som lægemidler, farvestoffer, tilsætningsstoffer for at reducere brændbarheden af ​​plast og plantebeskyttelsesmidler.

Kemisk adskiller brom sig ikke fra andre halogener: det danner stærk brombrintesyre HBr, salte med bromanionen og nogle oxygensyrer og deres salte.

Bromanalytiker

Reaktionerne, der er karakteristiske for bromidanionen, svarer til de eksperimenter, der er udført for chlorider. Efter tilsætning af en opløsning af sølvnitrat AgNO₃ et dårligt opløseligt bundfald af AgBr bundfalder, der bliver mørkere i lyset på grund af fotokemisk nedbrydning. Bundfaldet har en gullig farve (i modsætning til hvid AgCl og gul AgI) og er dårligt opløselig, når NH ammoniakopløsning tilsættes._3aq (hvilket adskiller det fra AgCl, som er meget opløseligt under disse forhold) (2). 

2. Sammenligning af farverne på sølvhalogenider - nedenfor kan du se deres henfald efter eksponering for lys.

Den nemmeste måde at påvise bromider på er at oxidere dem og bestemme tilstedeværelsen af ​​frit brom. Til testen skal du bruge: kaliumbromid KBr, kaliumpermanganat KMnO₄svovlsyreopløsning (VI) H₂SO₄ og et organisk opløsningsmiddel (f.eks. malingfortynder). Hæld en lille mængde KBr- og KMnO-opløsninger i et reagensglas.₄og så et par dråber syre. Indholdet bliver straks gulligt (oprindeligt var det lilla fra tilsat kaliumpermanganat):

2 KMnr₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 tusind.₂SO₄ +5 Br₂ + 8 H₂Om Tilføj servering

3. Brom ekstraheret fra det vandige lag (nederst) farver det organiske opløsningsmiddellag rødbrunt (øverst).

opløsningsmiddel og ryst hætteglasset for at blande indholdet. Efter afskalning vil du se, at det organiske lag har fået en brunlig rød farve. Brom opløses bedre i ikke-polære væsker og går fra vand til opløsningsmiddel. Observeret fænomen ekstraktion (3). 

Bromvand derhjemme

brom vand er en vandig opløsning opnået industrielt ved at opløse brom i vand (ca. 3,6 g brom pr. 100 g vand). Det er et reagens, der bruges som et mildt oxidationsmiddel og til at påvise den umættede natur af organiske forbindelser. Frit brom er dog et farligt stof, og desuden er bromvand ustabilt (brom fordamper fra opløsning og reagerer med vand). Derfor er det bedst at få det en lille løsning og straks bruge det til eksperimenter.

Du har allerede lært den første metode til påvisning af bromider: oxidation, der fører til dannelsen af ​​frit brom. Denne gang tilsættes et par dråber H til kaliumbromidopløsningen KBr i kolben.₂SO₄ og en del af hydrogenperoxid (3 % H₂O₂ bruges som desinfektionsmiddel). Efter et stykke tid bliver blandingen gullig:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →K₂SO₄ + Br₂ + 2 H₂O

Det således opnåede bromvand er forurenet, men X er den eneste bekymring.₂O₂. Derfor skal det fjernes med mangandioxid MnO.₂som vil nedbryde overskydende hydrogenperoxid. Den nemmeste måde at få stoffet på er fra engangsceller (benævnt R03, R06), hvor det er i form af en mørk masse, der fylder en zinkkop. Læg en knivspids af massen i kolben, og efter reaktionen hældes supernatanten fra, og reagenset er klar.

En anden metode er elektrolyse af en vandig opløsning af KBr. For at opnå en forholdsvis ren bromopløsning er det nødvendigt at bygge en membranelektrolysator, dvs. bare del bægeret med et passende stykke pap (på denne måde vil du reducere sammenblandingen af ​​reaktionsprodukterne på elektroderne). En grafitpind taget fra engangscellen 3 nævnt ovenfor vil blive brugt som en positiv elektrode og et almindeligt søm som en negativ elektrode. Strømkilden er et møntcellebatteri på 4,5 V. Hæld KBr-opløsningen i bægeret, indsæt elektroderne med ledninger påsat, og tilslut batteriet til ledningerne. I nærheden af ​​den positive elektrode bliver opløsningen gul (dette er dit bromvand), og der dannes brintbobler ved den negative elektrode (4). Der er en stærk lugt af brom over glasset. Træk opløsningen op med en sprøjte eller pipette.

4. Hjemmelavet diafragmacelle til venstre og samme celle i produktionen af ​​bromvand (højre). Reagenset akkumuleres omkring den positive elektrode; brintbobler er synlige på den negative elektrode.

Du kan opbevare bromvand i kort tid i en tæt lukket beholder, beskyttet mod lys og på et køligt sted, men det er bedre at prøve det med det samme. Hvis du har lavet stivelsesjodpapir efter opskriften fra anden del af cyklussen, så læg en dråbe bromvand på papiret. En mørk plet vil straks dukke op, hvilket signalerer dannelsen af ​​frit jod:

2KI + nr.₂ → i₂ + KVg

Ligesom brom opnås fra havvand ved at fortrænge det fra bromider med et stærkere oxidationsmiddel (), således fortrænger brom jod svagere end det fra iodider (selvfølgelig vil klor også fortrænge jod).

Hvis du ikke har stivelsejodpapir, så hæld en opløsning af kaliumiodid i et reagensglas og tilsæt et par dråber bromvand. Opløsningen bliver mørkere, og når en stivelsesindikator (en suspension af kartoffelmel i vand) tilsættes, bliver den mørkeblå - resultatet indikerer udseendet af frit jod (5). 

5. Påvisning af brom. Ovenfor - stivelsejodpapir, nedenfor - en opløsning af kaliumiodid med en stivelsesindikator (til venstre - reagenser til reaktionen, til højre - resultatet af blanding af opløsningerne).

To køkkenforsøg.

Af de mange forsøg med bromvand foreslår jeg to, som du skal bruge reagenser fra køkkenet til. I den første skal du tage en flaske rapsolie ud,

7. Reaktion af bromvand med vegetabilsk olie. Det øverste lag af olie er synligt (til venstre) og det nederste lag af vand er farvet med brom før reaktionen (til venstre). Efter reaktionen (til højre) blev det vandige lag misfarvet.

solsikke- eller olivenolie. Hæld en lille mængde vegetabilsk olie i et reagensglas med bromvand og ryst indholdet, så reagenserne blandes godt. Efterhånden som den labile emulsion nedbrydes, vil olie være i toppen (mindre tæt end vand) og bromvand i bunden. Vandlaget har dog mistet sin gullige farve. Denne effekt "forbyder" den vandige opløsning og bruger den til at reagere med komponenterne i olien (6). 

Vegetabilsk olie indeholder ret mange umættede fedtsyrer (kombineret med glycerin for at danne fedtstoffer). Bromatomer er knyttet til dobbeltbindinger i molekylerne af disse syrer og danner de tilsvarende bromderivater. En ændring i farven på bromvand er en indikation af, at umættede organiske forbindelser er til stede i testprøven, dvs. forbindelser, der har dobbelt- eller tredobbeltbindinger mellem kulstofatomer (7). 

Til det andet køkkeneksperiment skal du forberede bagepulver, dvs. natriumbicarbonat, NaHCO.₃, og to sukkerarter - glucose og fruktose. Du kan købe sodavand og glukose i købmanden, og fruktose i diabetikerkiosken eller helsekostbutikken. Glucose og fructose danner saccharose, som er et almindeligt sukker. Derudover er de meget ens i egenskaber og har samme totalformel, og hvis dette ikke var nok, går de nemt over i hinanden. Sandt nok er der forskelle mellem dem: Fructose er sødere end glucose, og i opløsning drejer det lysplanet i den anden retning. Til identifikation vil du dog bruge forskellen i kemisk struktur: Glucose er et aldehyd, og fructose er en keton.

7. Reaktion af tilsætning af brom til binding

Du husker måske, at reducerende sukkerarter identificeres ved hjælp af Trommer- og Tollens-testene. Udvendigt billede af mursten Cu-depot₂O (i det første forsøg) eller et sølvspejl (i det andet) indikerer tilstedeværelsen af ​​reducerende forbindelser, såsom aldehyder.

Disse forsøg skelner dog ikke mellem glucosealdehyd og fructoseketon, da fructose hurtigt vil ændre sin struktur i reaktionsmediet og blive til glucose. Et tyndere reagens er nødvendigt.

Halogener som 

Der er en gruppe kemiske forbindelser, der i egenskaber ligner lignende forbindelser. De danner syrer med den almene formel HX og salte med mononegative X– anioner, og disse syrer dannes ikke af oxider. Eksempler på sådanne pseudohalogener er den giftige blåsyre HCN og det harmløse thiocyanat HSCN. Nogle af dem danner endda diatomiske molekyler, såsom cyanogen (CN).₂.

Det er her, bromvand kommer i spil. Lav opløsninger: glucose med tilsætning af NaHCO₃ og fruktose, også med tilsætning af bagepulver. Hæld den tilberedte glukoseopløsning i det ene reagensglas med bromvand, og fructoseopløsningen i det andet, også med bromvand. Forskellen er tydeligt synlig: bromvand blev affarvet under virkningen af ​​glucoseopløsning, og fructose forårsagede ingen ændringer. De to sukkerarter kan kun skelnes i et let alkalisk miljø (forsynet med natriumbicarbonat) og med et mildt oxidationsmiddel, dvs. bromvand. Brugen af ​​en stærkt alkalisk opløsning (nødvendig til Trommer- og Tollens-testene) forårsager hurtig omdannelse af et sukker til et andet og misfarvning af bromvand også af fructose. Hvis du vil vide det, så gentag testen med natriumhydroxid i stedet for bagepulver.