Tuz oluşturanlar, bölüm 4 Brom

Halojen ailesinden bir diğer element ise bromdur. Klor ve iyot arasında bir konuma sahiptir (birlikte halojen alt ailesini oluşturur) ve özellikleri, grubun üst ve alt kısmındaki komşularına göre ortalamadır. Ancak bunun ilgi çekici olmayan bir unsur olduğunu düşünen herkes yanılıyor.

Örneğin brom, metal olmayanlar arasında tek sıvıdır ve rengi de elementler dünyasında benzersiz kalır. Ancak asıl önemli olan, onunla evde ilginç deneyler yapabilmenizdir.

- Burada bir şeyler kötü kokuyor! -

...... Fransız kimyageri haykırdı Joseph Gay-Lussac1826 yazında Fransız Akademisi adına yeni bir elementin keşfine ilişkin raporu kontrol ettiğinde. Yazarı daha çok bilinmiyordu Antoine Balar. Bir yıl önce, 23 yaşındaki eczacı, kaya tuzunun deniz suyundan kristalleştirilmesinden (Fransa'nın Akdeniz kıyıları gibi sıcak iklimlerde tuz elde etmek için kullanılan bir yöntem) kalan bira üretim solüsyonlarından iyot elde etme olasılığını araştırıyordu. Klor çözeltinin içinden kabarcıklar halinde geçerek iyotu tuzdan uzaklaştırdı. Elementi aldı ama başka bir şeyi fark etti; güçlü bir kokuya sahip sarımsı bir sıvı tabakası. Ayırdı, sonra birleştirdi. Kalıntı, bilinen herhangi bir maddeye benzemeyen koyu kahverengi bir sıvıydı. Balar'ın test sonuçları bunun yeni bir unsur olduğunu gösterdi. Bu nedenle Fransız Akademisine bir rapor göndererek kararını bekledi. Balar'ın keşfi doğrulandıktan sonra element için bir isim önerildi brom, Yunan bromosundan türetilmiştir, yani. pis kokuyor çünkü bromun kokusu hoş değil (1).

Uyarı! Bromun tek dezavantajı kötü koku değildir. Bu element yüksek halojenler kadar zararlıdır ve cilde temas ettiğinde iyileşmesi zor yaralar bırakır. Bu nedenle hiçbir durumda bromu saf haliyle almamalı ve çözeltisinin kokusunu solumaktan kaçınmamalısınız.

deniz suyu elemanı

Deniz suyu, dünya üzerinde bulunan bromun hemen hemen tamamını içerir. Klora maruz kalma, suyu üflemek için kullanılan havayla birlikte buharlaşan bromun salınmasına neden olur. Alıcıda brom yoğunlaştırılır ve daha sonra damıtma yoluyla saflaştırılır. Daha ucuz rekabet ve daha az reaktivite nedeniyle brom yalnızca ihtiyaç duyulduğunda kullanılır. Fotoğrafçılıkta gümüş bromür, kurşunlu benzin katkı maddeleri ve halonlu yangın söndürme maddeleri gibi pek çok kullanım geçmişte kaldı. Brom, çinko brom pillerin bir bileşenidir ve bileşikleri, ilaç, boya, plastiklerin yanıcılığını azaltmak için katkı maddeleri ve bitki koruma ürünleri olarak kullanılır.

Brom kimyasal olarak diğer halojenlerden farklı değildir: güçlü hidrobromik asit HBr, bromin anyonuyla tuzlar ve bazı oksijen asitleri ve bunların tuzlarını oluşturur.

Brom analisti

Bromür anyonunun reaksiyon özellikleri, klorürler için yapılan deneylere benzer. Gümüş nitrat çözeltisi AgNO eklendikten sonra₃ Az çözünen bir AgBr çökeltisi oluşur ve fotokimyasal ayrışma nedeniyle ışıkta koyulaşır. Çökelti sarımsı renktedir (beyaz AgCl ve sarı AgI'nin aksine) ve NH amonyak çözeltisi eklendiğinde iyi çözünmez._3aq (bu, onu bu koşullar altında oldukça çözünür olan AgCl'den ayırır) (2). 

2. Gümüş halojenürlerin renklerinin karşılaştırılması - ışığa maruz kaldıktan sonra ayrışmaları aşağıda görülebilir.

Bromürleri tespit etmenin en kolay yolu onları oksitlemek ve serbest bromun varlığını tespit etmektir. Test için ihtiyacınız olacak: potasyum bromür KBr, potasyum permanganat KMnO₄, sülfürik asit (VI) çözeltisi H₂SO₄ ve bir organik solvent (örn. boya inceltici). Bir test tüpüne az miktarda KBr ve KMnO solüsyonu dökün.₄ve sonra birkaç damla asit. İçerikler hemen sarımsı hale gelir (başlangıçta eklenen potasyum permanganat nedeniyle mor renktedir):

2KMhayır₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 bin₂SO₄ +5Br₂ + 8H₂О Porsiyon ekle

3. Sulu katmandan (altta) ekstrakte edilen brom, organik solvent katmanını kırmızı-kahverengiye (üstte) dönüştürür.

Çözücüyü karıştırın ve içindekileri karıştırmak için test tüpünü çalkalayın. Soyulduktan sonra organik tabakanın kahverengimsi kırmızı bir renge dönüştüğünü göreceksiniz. Brom, polar olmayan sıvılarda daha iyi çözünür ve sudan solvente geçer. Gözlemlenebilir fenomen добыча (3). 

Evde bromlu su

brom suyu bromun suda (3,6 g su içinde yaklaşık 100 g brom) çözülmesiyle endüstriyel olarak elde edilen sulu bir çözeltidir. Hafif bir oksitleyici madde olarak ve organik bileşiklerin doymamış yapısını tespit etmek için kullanılan bir reaktiftir. Ancak serbest brom tehlikeli bir maddedir ve brom suyu kararsızdır (brom çözeltiden buharlaşır ve suyla reaksiyona girer). Bu nedenle, onu küçük bir geçici çözümle elde etmek ve hemen deneyler için kullanmak en iyisidir.

Bromür tespitinin ilk yöntemini zaten öğrendiniz: serbest brom oluşumuna yol açan oksidasyon. Bu kez şişedeki potasyum bromür KBr çözeltisine birkaç damla H ekleyin.₂SO₄ ve hidrojen peroksitin bir kısmı (%3 H₂O₂ dezenfektan olarak kullanılır). Bir süre sonra karışım sarımsı bir renk alır:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →K₂SO₄ + kardeşim₂ + 2H₂O

Bu şekilde elde edilen bromlu su kirlenir, ancak yalnızca X'i rahatsız eder.₂O₂. Bu nedenle manganez dioksit MnO ile uzaklaştırılması gerekir.₂fazla hidrojen peroksiti parçalayacaktır. Bileşiği elde etmenin en kolay yolu, bir çinko kabı dolduran koyu renkli bir kütle formunda olan tek kullanımlık hücrelerden (R03, R06 olarak adlandırılır) kullanmaktır. Karışımdan bir tutamı şişeye koyun ve reaksiyondan sonra süpernatantı dökün ve reaktif hazır olsun.

Başka bir yöntem, sulu bir KBr çözeltisinin elektrolizidir. Nispeten saf bir brom çözeltisi elde etmek için bir diyafram elektrolizörü yapmanız gerekir; camı uygun bir karton parçasıyla bölün (bu, reaksiyon ürünlerinin elektrotlarda karışmasını azaltacaktır). Pozitif elektrot, yukarıda belirtilen tek kullanımlık hücre 3'ten alınan bir grafit çubuk olacaktır ve negatif elektrot, normal bir çivi olacaktır. Güç kaynağı 4,5V'luk bir madeni para büyüklüğündeki pildir. KBr çözeltisini bir behere dökün, elektrotları kablolarla birlikte yerleştirin ve pili kablolara bağlayın. Pozitif elektrotun yakınında çözelti sarıya dönecek (bu sizin bromlu suyunuzdur) ve negatif elektrotta hidrojen kabarcıkları oluşacaktır (4). Camın üzerinde keskin bir brom kokusu var. Solüsyonu bir şırınga veya pipetle çekin.

4. Soldaki ev yapımı diyafram hücresi ve bromlu su üretimindeki aynı hücre (sağda). Reaktif pozitif elektrotun etrafında birikir; Negatif elektrotta hidrojen kabarcıkları görülebilir.

Bromlu suyu, ağzı sıkıca kapatılmış bir kapta, ışıktan korunarak ve serin bir yerde kısa süreliğine saklayabilirsiniz ancak hemen denemekte fayda var. Serinin ikinci bölümündeki tarife göre iyotlu nişasta kağıtları yaptıysanız kağıda bir damla bromlu su damlatın. Serbest iyot oluşumunun sinyalini veren karanlık bir nokta hemen görünecektir:

2KI + Hayır.₂ → ben₂ + KVg

Brom, deniz suyundan daha güçlü bir oksitleyici madde () ile bromürlerden değiştirilerek elde edildiği gibi, brom da kendisinden daha zayıf olan iyotu iyodürlerden uzaklaştırır (tabii ki klor da iyotun yerini alacaktır).

İyotlu nişasta kağıdınız yoksa potasyum iyodür solüsyonunu bir test tüpüne dökün ve birkaç damla bromlu su ekleyin. Çözelti koyulaşır ve bir nişasta göstergesi (sudaki patates unu süspansiyonu) eklendiğinde koyu maviye döner - sonuç, serbest iyotun görünümünü gösterir (5). 

5. Bromun tespiti. Üstte - iyot-nişasta kağıdı, altta - nişasta göstergeli bir potasyum iyodür çözeltisi (solda - reaksiyon için reaktifler, sağda - çözeltilerin karıştırılmasının sonucu).

İki mutfak deneyi.

Bromlu su ile yapılan birçok deneyden, mutfaktan reaktiflere ihtiyaç duyacağınız iki tanesini öneriyorum. İlk önce bir şişe kolza yağı çıkarın,

7. Bromlu suyun bitkisel yağla reaksiyonu. Reaksiyondan önce brom ile renklendirilen yağın üst tabakası (solda) ve suyun alt tabakası (solda) görülebilmektedir. Reaksiyondan sonra (sağda) sulu katmanın rengi değişti.

ayçiçeği veya zeytinyağı. Bromlu su içeren bir test tüpüne az miktarda bitkisel yağ dökün ve reaktiflerin iyice karışması için içindekileri çalkalayın. Kararsız emülsiyon ayrıldıkça, yağ üstte (sudan daha az yoğun) ve bromlu su altta olacaktır. Ancak su tabakası sarımsı rengini kaybetmiştir. Bu etki sulu çözeltiyi "engeller" ve onu yağın bileşenleriyle reaksiyona girmek için kullanır (6). 

Bitkisel yağ oldukça fazla doymamış yağ asitleri içerir (yağ oluşturmak için gliserol ile birleşir). Brom atomları bu asitlerin moleküllerindeki çift bağları birleştirerek karşılık gelen brom türevlerini oluşturur. Bromlu suyun rengindeki bir değişiklik, test numunesinin doymamış organik bileşikler içerdiğinin bir göstergesidir; Karbon atomları arasında çift veya üçlü bağ bulunan bileşikler (7). 

İkinci mutfak deneyi için kabartma tozu, yani sodyum bikarbonat, NaHCO hazırlayın.₃ve iki şeker - glikoz ve fruktoz. Soda ve glikozu marketten, fruktozu ise diyabet büfelerinden veya sağlıklı gıda mağazalarından satın alabilirsiniz. Glikoz ve fruktoz, yaygın bir şeker olan sakkarozu oluşturur. Ayrıca özellik bakımından çok benzerler ve toplam formülleri aynı, bu da yeterli değilse kolaylıkla birbirlerine dönüşebilirler. Doğru, aralarında farklılıklar var: fruktoz glikozdan daha tatlıdır ve çözelti halinde ışık düzlemini diğer yöne çevirir. Ancak tanımlama için kimyasal yapıdaki farklılıkları kullanacaksınız: glikoz bir aldehittir ve fruktoz bir ketondur.

7. Bağlanmaya brom ilavesinin reaksiyonu

İndirgeyici şekerlerin Trommer ve Tollens testleri kullanılarak belirlendiğini hatırlarsınız. Tuğla Cu yatağının görünümü₂O (ilk denemede) veya gümüş ayna (ikinci denemede), aldehitler gibi indirgeyici bileşiklerin varlığını gösterir.

Bununla birlikte, bu girişimler glikoz aldehit ile fruktoz keton arasında ayrım yapmamaktadır çünkü fruktoz, reaksiyon ortamında hızla yapısını glikoza dönüştürecektir. Daha ince bir reaktife ihtiyaç vardır.

Halojenler gibi 

Benzer bileşiklere benzer özelliklere sahip bir grup kimyasal bileşik vardır. HX genel formülüne sahip asitler ve mononegatif X- anyonlarına sahip tuzlar oluştururlar ve bu asitler oksitlerden oluşmaz. Bu tür psödohalojenlerin örnekleri, zehirli hidrosiyanik asit HCN ve zararsız tiyosiyanat HSCN'dir. Bazıları siyanojen (CN) gibi iki atomlu moleküller bile oluşturur.₂.

Bromlu suyun devreye girdiği yer burasıdır. Çözümler hazırlayın: NaHCO eklenmiş glikoz₃ ve ayrıca kabartma tozu ilavesiyle fruktoz. Hazırlanan glikoz çözeltisini bromlu suyla bir test tüpüne, diğerine - yine bromlu suyla fruktoz çözeltisine dökün. Fark açıkça görülüyor: Bromlu su, glikoz çözeltisinin etkisi altında renk değiştirirken, fruktoz herhangi bir değişikliğe neden olmadı. İki şeker yalnızca hafif alkali bir ortamda (sodyum bikarbonat tarafından sağlanan) ve hafif bir oksitleyici madde, yani bromlu su ile ayırt edilebilir. Güçlü alkali çözeltinin kullanılması (Trommer ve Tollens testleri için gereklidir), bir şekerin diğerine hızlı bir şekilde dönüşmesine ve bromlu suyun fruktozla birlikte renginin bozulmasına neden olur. Bunu öğrenmek istiyorsanız kabartma tozu yerine sodyum hidroksit kullanarak testi tekrarlayın.