Նրանք, որոնք կազմում են աղեր, մաս 4 Բրոմ
Պարունակություն
Հալոգենների ընտանիքից մեկ այլ տարր է բրոմը: Այն դիրք է զբաղեցնում քլորի և յոդի միջև (միասին կազմում են հալոգեն ենթաընտանիքը), և նրա հատկությունները միջին են՝ համեմատած խմբի վերևում և ներքևում գտնվող իր հարևանների հետ: Սակայն, ով կարծում է, որ սա անհետաքրքիր տարր է, կսխալվի։
Օրինակ, բրոմը միակ հեղուկն է ոչ մետաղների մեջ, և նրա գույնը նույնպես եզակի է մնում տարրերի աշխարհում։ Գլխավորը, սակայն, այն է, որ դրանով կարող եք հետաքրքիր փորձեր անցկացնել տանը։
- Ինչ-որ բան վատ հոտ է գալիս այստեղ: -
...... բացականչեց ֆրանսիացի քիմիկոսը Ջոզեֆ Գեյ-Լյուսակերբ 1826 թվականի ամռանը Ֆրանսիական ակադեմիայի անունից նա ստուգեց զեկույցը նոր տարրի հայտնաբերման մասին։ Դրա հեղինակն ավելի լայնորեն անհայտ էր Անտուան Բալար. Մեկ տարի առաջ այս 23-ամյա դեղագործը ուսումնասիրել էր ծովի ջրից քարի աղի բյուրեղացումից մնացած լուծույթներից յոդի պատրաստման հնարավորությունը (մեթոդ, որն օգտագործվում է տաք կլիմայական պայմաններում աղ պատրաստելու համար, ինչպիսին է ֆրանսիական միջերկրածովյան ափը): Քլորը փրփրում էր լուծույթի միջով` հեռացնելով յոդն իր աղից: Նա ստացավ տարերքը, բայց նկատեց մեկ այլ բան՝ դեղնավուն հեղուկի թաղանթ՝ ուժեղ հոտով։ Նա առանձնացրեց այն, ապա միացրեց: Պարզվել է, որ մնացորդը մուգ շագանակագույն հեղուկ է՝ ի տարբերություն որևէ հայտնի նյութի։ Balar-ի թեստի արդյունքները ցույց են տվել, որ սա նոր տարր է։ Ուստի նա զեկույց ուղարկեց ֆրանսիական ակադեմիա և սպասեց նրա վճռին։ Այն բանից հետո, երբ Բալարի հայտնագործությունը հաստատվեց, տարրի անունը առաջարկվեց: բրոմ, ստացված հունարեն bromos-ից, այսինքն. գարշահոտություն, քանի որ բրոմի հոտը հաճելի չէ (1).
Զգուշացում! Վատ հոտը բրոմի միակ թերությունը չէ։ Այս տարրը նույնքան վնասակար է, որքան բարձր հալոգենները, և երբ այն հայտնվում է մաշկի վրա, այն վերքեր է թողնում, որոնք դժվար է բուժվում։ Հետևաբար, ոչ մի դեպքում չի կարելի բրոմ ստանալ մաքուր տեսքով և խուսափել դրա լուծույթի հոտը ներշնչելուց։
ծովի ջրի տարր
Ծովի ջուրը պարունակում է գրեթե ամբողջ բրոմը, որն առկա է երկրագնդի վրա: Քլորի ազդեցությունը առաջացնում է բրոմի արտազատում, որը գոլորշիանում է ջրի փչելու համար օգտագործվող օդի հետ միասին: Ընդունիչում բրոմը խտացվում է, այնուհետև մաքրվում թորման միջոցով։ Ավելի էժան մրցակցության և ավելի քիչ ռեակտիվության պատճառով բրոմն օգտագործվում է միայն անհրաժեշտության դեպքում: Բազմաթիվ կիրառություններ դարձել են անցյալում, օրինակ՝ արծաթի բրոմիդը լուսանկարչության մեջ, կապարի բենզինի հավելումները և հալոնային հրդեհաշիջման միջոցները: Բրոմը ցինկի բրոմային մարտկոցների բաղադրիչն է, և դրա միացությունները օգտագործվում են որպես դեղամիջոցներ, ներկանյութեր, հավելումներ՝ պլաստմասսաների դյուրավառությունը նվազեցնելու և բույսերի պաշտպանության միջոցների համար:
Քիմիապես բրոմը ոչնչով չի տարբերվում այլ հալոգեններից՝ այն ձևավորում է ուժեղ հիդրոբրոմաթթու HBr, աղեր բրոմի անիոնի և թթվածնի որոշ թթուների և դրանց աղերի հետ։
Բրոմի վերլուծաբան
Բրոմիդի անիոնին բնորոշ ռեակցիաները նման են քլորիդների համար կատարված փորձերին։ Արծաթի նիտրատի լուծույթ AgNO ավելացնելուց հետո3 Առաջանում է վատ լուծվող AgBr նստվածք, որը մթնում է լույսի ներքո ֆոտոքիմիական քայքայման պատճառով։ Նստվածքն ունի դեղնավուն գույն (ի տարբերություն սպիտակ AgCl-ի և դեղին AgI-ի) և լավ չի լուծվում NH ամոնիակի լուծույթ ավելացնելիս:3aq (որն այն տարբերում է AgCl-ից, որն այս պայմաններում շատ լուծելի է) (2).
2. Արծաթի հալոգենիդների գույների համեմատություն - ստորև կարող եք տեսնել դրանց քայքայումը լույսի ազդեցությունից հետո:
Բրոմիդները հայտնաբերելու ամենահեշտ ձևը դրանք օքսիդացնելն է և ազատ բրոմի առկայությունը հայտնաբերելը: Փորձարկման համար ձեզ հարկավոր է՝ կալիումի բրոմիդ KBr, կալիումի պերմանգանատ KMnO4, ծծմբաթթվի (VI) լուծույթ Հ2SO4 և օրգանական լուծիչ (օր. ներկերի նոսրացուցիչ): Փորձանոթի մեջ լցնել փոքր քանակությամբ KBr և KMnO լուծույթներ:4իսկ հետո մի քանի կաթիլ թթու: Բովանդակությունը անմիջապես դառնում է դեղնավուն (սկզբում այն մանուշակագույն էր ավելացված կալիումի պերմանգանատից).
2 KMno4 +10KBr +8H2SO4 → 2MnSO4 + 6 հազ.2SO4 +5 Բր2 + 8H2О Ավելացնել մաս
3. Ջրային շերտից (ներքևից) արդյունահանված բրոմը օրգանական լուծիչի շերտը դառնում է կարմիր-դարչնագույն (վերևում):
լուծիչ և թափահարեք փորձանոթը, որպեսզի խառնվի պարունակությունը: Մաքրվելուց հետո կտեսնեք, որ օրգանական շերտը ստացել է դարչնագույն-կարմիր գույն: Բրոմն ավելի լավ է լուծվում ոչ բևեռային հեղուկներում և ջրից անցնում լուծիչ։ Դիտելի երեւույթ հանքարդյունաբերություն (3).
Բրոմի ջուր տանը
բրոմ ջուր ջրային լուծույթ է, որը ստացվում է արդյունաբերական ճանապարհով՝ բրոմը ջրի մեջ լուծելով (մոտ 3,6 գ բրոմ 100 գ ջրում)։ Այն ռեագենտ է, որն օգտագործվում է որպես մեղմ օքսիդացնող նյութ և օրգանական միացությունների չհագեցած բնույթը հայտնաբերելու համար: Սակայն ազատ բրոմը վտանգավոր նյութ է, իսկ բրոմային ջուրն անկայուն է (բրոմը գոլորշիանում է լուծույթից և փոխազդում ջրի հետ)։ Հետևաբար, ամենալավն այն է, որ այն ձեռք բերեք փոքր ճանապարհով և անմիջապես օգտագործեք այն փորձերի համար:
Դուք արդեն սովորել եք բրոմի հայտնաբերման առաջին մեթոդը՝ օքսիդացում, որը հանգեցնում է ազատ բրոմի ձևավորմանը: Այս անգամ կոլբայի մեջ գտնվող կալիումի բրոմիդի KBr լուծույթին ավելացրեք մի քանի կաթիլ H:2SO4 և ջրածնի պերօքսիդի մի մասը (3% H2O2 օգտագործվում է որպես ախտահանիչ): Որոշ ժամանակ անց խառնուրդը դառնում է դեղնավուն.
2KBr+H2O2 +H2SO4 →Կ2SO4 + Եղբայր2 + 2H2O
Այսպիսով ստացված բրոմային ջուրը աղտոտվում է, բայց միայն անհանգստացնում է X-ին։2O2. Հետեւաբար, այն պետք է հեռացվի մանգան երկօքսիդով MnO:2որը կքայքայի ավելորդ ջրածնի պերօքսիդը։ Միացությունը ստանալու ամենահեշտ ձևը միանգամյա օգտագործման բջիջներից է (նշանակված է որպես R03, R06), որտեղ այն գտնվում է մուգ զանգվածի տեսքով, որը լցնում է ցինկի բաժակը: Կոլբայի մեջ լցնում ենք խառնուրդի մի պտղունց, և ռեակցիայից հետո լցնում ենք գերնույն նյութը, և ռեագենտը պատրաստ է:
Մեկ այլ մեթոդ KBr-ի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզն է: Համեմատաբար մաքուր բրոմի լուծույթ ստանալու համար անհրաժեշտ է կառուցել դիֆրագմային էլեկտրոլիզատոր, այսինքն. պարզապես գավաթը բաժանեք համապատասխան ստվարաթղթով (այս կերպ դուք կնվազեցնեք էլեկտրոդների վրա ռեակցիայի արտադրանքների խառնումը): Որպես դրական էլեկտրոդ կօգտագործվի գրաֆիտի փայտը, որը վերցված է վերը նշված միանգամյա օգտագործման բջիջից 3, իսկ որպես բացասական էլեկտրոդ՝ սովորական մեխը: Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրը 4,5 Վ մետաղադրամային մարտկոց է, լցնել KBr լուծույթը բաժակի մեջ, էլեկտրոդները միացված լարերով մտցնել և միացնել մարտկոցը լարերին: Դրական էլեկտրոդի մոտ լուծույթը կդառնա դեղին (սա ձեր բրոմային ջուրն է), իսկ բացասական էլեկտրոդի մոտ ջրածնի պղպջակներ կառաջանան (4) Ապակու վերևում բրոմի սուր հոտ է գալիս։ Կազմեք լուծումը ներարկիչով կամ խողովակով:
4. Տնական դիֆրագմային բջիջ ձախ կողմում և նույն բջիջը բրոմ ջրի արտադրության մեջ (աջից): Ռեակտիվը կուտակվում է դրական էլեկտրոդի շուրջ; Բացասական էլեկտրոդի վրա տեսանելի են ջրածնի փուչիկները:
Կարելի է կարճ ժամանակով բրոմաջուր պահել լավ փակ տարայի մեջ, լույսից պաշտպանված և զով տեղում, բայց ավելի լավ է անմիջապես փորձել։ Եթե դուք պատրաստել եք յոդի օսլայից պատրաստված թղթեր ըստ շարքի երկրորդ հատվածի բաղադրատոմսի, ապա թղթին մի կաթիլ բրոմ ջուր քսեք։ Անմիջապես կհայտնվի մուգ կետ, որն ազդարարում է ազատ յոդի ձևավորման մասին.
2KI + No.2 → I2 + ԿՎգ
Ինչպես բրոմը ստացվում է ծովի ջրից՝ այն բրոմիդներից տեղահանելով ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութով (), այնպես էլ բրոմը տեղահանում է յոդը, որն իրենից թույլ է, յոդիդներից (իհարկե, քլորը նույնպես կփոխարինի յոդին)։
Եթե դուք չունեք օսլայից յոդի թուղթ, ապա լցնել կալիումի յոդիդի լուծույթը փորձանոթի մեջ և ավելացնել մի քանի կաթիլ բրոմաջուր։ Լուծումը մթնում է, և երբ ավելացվում է օսլայի ցուցիչ (կարտոֆիլի ալյուրի կախոց ջրի մեջ), այն դառնում է մուգ կապույտ. արդյունքը ցույց է տալիս ազատ յոդի տեսքը (5).
5. Բրոմի հայտնաբերում. Վերևում՝ օսլայի յոդի թուղթ, ներքևում՝ կալիումի յոդիդի լուծույթ՝ օսլայի ցուցիչով (ձախ կողմում՝ ռեակցիայի ռեակտիվներ, աջում՝ լուծույթների խառնման արդյունքը)։
Երկու խոհանոցային փորձ.
Բրոմային ջրի հետ կապված բազմաթիվ փորձերից ես առաջարկում եմ երկուսը, որոնց համար ձեզ անհրաժեշտ կլինեն ռեագենտներ խոհանոցից: Սկզբում հանեք մի շիշ ռեփի ձեթ,
7. Բրոմային ջրի արձագանքը բուսական յուղի հետ. Տեսանելի են յուղի վերին շերտը (ձախից) և ջրի ստորին շերտը՝ ռեակցիայից առաջ բրոմով գունավորված (ձախից)։ Ռեակցիայից հետո (աջից) ջրային շերտը գունաթափվեց։
արևածաղկի կամ ձիթապտղի ձեթ: Բրոմաջրով փորձանոթի մեջ լցնել փոքր քանակությամբ բուսական յուղ և թափահարել պարունակությունը, որպեսզի ռեակտիվները լավ խառնվեն։ Քանի որ անկայուն էմուլսիան առանձնանում է, նավթը կլինի վերևում (ավելի քիչ խտություն, քան ջուրը), իսկ բրոմ ջուրը կլինի ներքևում: Սակայն ջրային շերտը կորցրել է իր դեղնավուն գույնը։ Այս էֆեկտը «խանգարում է» ջրային լուծույթը և օգտագործում այն յուղի բաղադրիչների հետ արձագանքելու համար (6).
Բուսական յուղը պարունակում է բավականին շատ չհագեցած ճարպաթթուներ (համակցված գլիցերինի հետ՝ առաջացնելով ճարպեր): Բրոմի ատոմները միանում են այդ թթուների մոլեկուլների կրկնակի կապերին՝ առաջացնելով բրոմի համապատասխան ածանցյալները։ Բրոմի ջրի գույնի փոփոխությունը վկայում է այն մասին, որ փորձանմուշը պարունակում է չհագեցած օրգանական միացություններ, այսինքն. ածխածնի ատոմների միջև կրկնակի կամ եռակի կապ ունեցող միացություններ (7).
Երկրորդ խոհանոցային փորձի համար պատրաստեք խմորի սոդա, այսինքն՝ նատրիումի բիկարբոնատ, NaHCO:3, և երկու շաքար՝ գլյուկոզա և ֆրուկտոզա։ Սոդա և գլյուկոզա կարելի է գնել մթերային խանութից, իսկ ֆրուկտոզա՝ դիաբետիկ կրպակից կամ առողջարար սննդի խանութից: Գլյուկոզան և ֆրուկտոզան ձևավորում են սախարոզա, որը սովորական շաքար է։ Բացի այդ, նրանք շատ նման են հատկություններով և ունեն նույն ընդհանուր բանաձևը, և եթե դա բավարար չլիներ, նրանք հեշտությամբ անցնում են միմյանց մեջ: Ճիշտ է, դրանց միջև կան տարբերություններ. ֆրուկտոզան ավելի քաղցր է, քան գլյուկոզան, և լուծույթում այն շրջում է լույսի հարթությունը մյուս ուղղությամբ: Այնուամենայնիվ, նույնականացման համար դուք կօգտագործեք քիմիական կառուցվածքի տարբերությունը. գլյուկոզան ալդեհիդ է, իսկ ֆրուկտոզան՝ կետոն:
7. Բրոմի ավելացման ռեակցիան կապելուն
Դուք կարող եք հիշել, որ նվազեցնող շաքարները հայտնաբերվում են Trommer և Tollens թեստերի միջոցով: Աղյուսի Cu ավանդի տեսքը2O (առաջին փորձի ժամանակ) կամ արծաթե հայելին (երկրորդում) ցույց է տալիս վերականգնող միացությունների առկայությունը, ինչպիսիք են ալդեհիդները:
Այնուամենայնիվ, այս փորձերը չեն տարբերում գլյուկոզաալդեհիդի և ֆրուկտոզա կետոնի միջև, քանի որ ֆրուկտոզան արագորեն կփոխի իր կառուցվածքը՝ դառնալով գլյուկոզա ռեակցիայի միջավայրում: Անհրաժեշտ է ավելի նուրբ ռեագենտ:
Հալոգենները նման են
Գոյություն ունի մի խումբ քիմիական միացություններ, որոնք ունեն նմանատիպ հատկություններ: Նրանք ձևավորում են HX ընդհանուր բանաձևի թթուներ և X– մոնաբացասական անիոններով աղեր, և այդ թթուները չեն առաջանում օքսիդներից։ Նման կեղծ հալոգենների օրինակներ են թունավոր հիդրոցյանաթթուն HCN-ը և անվնաս թիոցիանատ HSCN-ը: Նրանցից ոմանք նույնիսկ երկատոմային մոլեկուլներ են ձևավորում, օրինակ՝ ցիանոգեն (CN):2.
Այստեղ է, որ բրոմային ջուրը հայտնվում է խաղի մեջ: Պատրաստել լուծույթներ՝ գլյուկոզա՝ ավելացված NaHCO-ով3 և ֆրուկտոզա՝ նաև կերակրի սոդայի ավելացմամբ։ Պատրաստված գլյուկոզայի լուծույթը մի փորձանոթի մեջ լցնում ենք բրոմաջրով, իսկ ֆրուկտոզայի լուծույթը մյուսի մեջ՝ նույնպես բրոմաջրով։ Տարբերությունն ակնհայտ երևում է՝ գլյուկոզայի լուծույթի ազդեցության տակ բրոմային ջուրը գունազրկվել է, իսկ ֆրուկտոզան որևէ փոփոխություն չի առաջացրել։ Երկու շաքարները կարող են տարբերվել միայն թեթևակի ալկալային միջավայրում (ապահովված է նատրիումի բիկարբոնատով) և մեղմ օքսիդացնող նյութով, այսինքն՝ բրոմ ջրով: Խիստ ալկալային լուծույթի օգտագործումը (անհրաժեշտ է Թրոմեր և Տոլլենսի թեստերի համար) առաջացնում է մի շաքարի արագ փոխակերպում մյուսի և բրոմ ջրի գունաթափում նաև ֆրուկտոզայի պատճառով: Եթե ցանկանում եք իմանալ, կրկնեք թեստը՝ օգտագործելով նատրիումի հիդրօքսիդ՝ խմորի սոդայի փոխարեն:
