Os que forman sales, parte 4 Bromo

Outro elemento da familia dos halóxenos é o bromo. Ocupa un lugar entre o cloro e o iodo (conxuntos forman a subfamilia dos halóxenos), e as súas propiedades son medias en comparación cos seus veciños na parte superior e inferior do grupo. Non obstante, quen pense que este é un elemento pouco interesante, equivocarase.

Por exemplo, o bromo é o único líquido entre os non metais, e a súa cor tamén segue sendo única no mundo dos elementos. O principal, con todo, é que se poden realizar experimentos interesantes con el na casa.

- Algo cheira mal aquí! -

...... exclamou o químico francés Joseph Gay-Lussaccando no verán de 1826, en representación da Academia Francesa, comprobou o informe sobre o descubrimento dun novo elemento. O seu autor era máis descoñecido Antoine Fillos. Un ano antes, este boticario de 23 anos explorara a posibilidade de elaborar iodo a partir de solucións de elaboración de cervexa que sobraron da cristalización de sal de rocha da auga do mar (método empregado para elaborar sal en climas cálidos como a costa mediterránea francesa). O cloro borbullou a través da solución, desprazando o iodo do seu sal. Recibiu o elemento, pero notou outra cousa: unha película dun líquido amarelento cun forte cheiro. Separouno e despois fusionouno. O residuo resultou ser un líquido marrón escuro, a diferenza de calquera substancia coñecida. Os resultados das probas de Balar mostraron que este é un elemento novo. Por iso, enviou un informe á Academia Francesa e esperou o seu veredicto. Despois de que se confirmou o descubrimento de Balar, propúxose un nome para o elemento. bromo, derivado do grego bromos, é dicir. fedor, porque o cheiro a bromo non é agradable (1).

Atención! O mal cheiro non é a única desvantaxe do bromo. Este elemento é tan prexudicial como os halóxenos superiores e, unha vez na pel, deixa feridas difíciles de curar. Polo tanto, en ningún caso debe obter bromo na súa forma pura e evitar inhalar o cheiro da súa solución.

elemento auga do mar

A auga do mar contén case todo o bromo presente no globo. A exposición ao cloro provoca a liberación de bromo, que se volatiliza co aire utilizado para soplar a auga. No receptor, o bromo condénsase e despois purifícase por destilación. Debido á competencia máis barata e á menor reactividade, o bromo só se usa cando é necesario. Moitos usos desapareceron, como o bromuro de prata na fotografía, os aditivos de gasolina con chumbo e os axentes extintores de halons. O bromo é un compoñente das baterías de bromo-zinc, e os seus compostos úsanse como medicamentos, colorantes, aditivos para reducir a inflamabilidade dos plásticos e produtos fitosanitarios.

En termos químicos, o bromo non se diferencia doutros halóxenos: forma ácido bromhídrico forte HBr, sales co anión bromo e algúns ácidos de osíxeno e os seus sales.

Analista de bromo

As reaccións características do anión bromuro son similares aos experimentos realizados para cloruros. Despois de engadir unha solución de nitrato de prata AgNO₃ precipita un precipitado de AgBr pouco soluble, que se escurece á luz debido á descomposición fotoquímica. O precipitado ten unha cor amarelada (en contraste co AgCl branco e o AgI amarelo) e é pouco soluble cando se engade a solución de NH amoníaco._3aq (o que o distingue do AgCl, que é altamente soluble nestas condicións) (2). 

2. Comparación das cores dos halogenuros de prata: a continuación podes ver a súa descomposición despois da exposición á luz.

O xeito máis sinxelo de detectar bromuros é oxidalos e determinar a presenza de bromo libre. Para a proba necesitarás: bromuro de potasio KBr, permanganato de potasio KMnO₄, solución de ácido sulfúrico (VI) H₂SO₄ e un disolvente orgánico (por exemplo, disolvente de pintura). Verter unha pequena cantidade de solucións de KBr e KMnO nun tubo de ensaio.₄e despois unhas gotas de ácido. O contido vólvese inmediatamente amarelado (orixinalmente era morado do permanganato de potasio engadido):

2KMno₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 mil₂SO₄ +5Br₂ + 8H₂Acerca de Engadir servizo

3. O bromo extraído da capa acuosa (abaixo) colorea a capa de disolvente orgánico de vermello-marrón (arriba).

disolvente e axita o frasco para mesturar o contido. Despois de pelar, verás que a capa orgánica adquiriu unha cor vermella marrón. O bromo disólvese mellor en líquidos non polares e pasa de auga a disolvente. Fenómeno observado extracción (3). 

Auga de bromo na casa

auga de bromo é unha solución acuosa que se obtén industrialmente ao disolver bromo en auga (uns 3,6 g de bromo por 100 g de auga). É un reactivo usado como axente oxidante suave e para detectar a natureza insaturada dos compostos orgánicos. Non obstante, o bromo libre é unha substancia perigosa e, ademais, a auga de bromo é inestable (o bromo evapórase da solución e reacciona coa auga). Polo tanto, o mellor é conseguir unha pequena solución e usalo inmediatamente para experimentos.

Xa aprendiches o primeiro método para detectar bromuros: a oxidación que conduce á formación de bromo libre. Esta vez, engade unhas gotas de H á solución de bromuro de potasio KBr no matraz.₂SO₄ e parte de peróxido de hidróxeno (3% H₂O₂ usado como desinfectante). Despois dun tempo, a mestura vólvese amarelada:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →K₂SO₄ + Fr.₂ + 2H₂O

A auga de bromo así obtida está contaminada, pero só X preocupa.₂O₂. Polo tanto, debe eliminarse con dióxido de manganeso MnO.₂que descompoñerá o exceso de peróxido de hidróxeno. O xeito máis sinxelo de obter o composto é a partir de células desbotables (designadas como R03, R06), onde está en forma de masa escura que enche unha cunca de cinc. Coloque unha pitada da masa no matraz e, despois da reacción, bótase o sobrenadante e o reactivo está listo.

Outro método é a electrólise dunha solución acuosa de KBr. Para obter unha solución de bromo relativamente pura, é necesario construír un electrolizador de diafragma, é dicir. só hai que dividir o vaso cun anaco de cartón axeitado (deste xeito reducirase a mestura dos produtos de reacción nos electrodos). Usarase unha vara de grafito tomada da cela desbotable 3 indicada anteriormente como electrodo positivo e un cravo común como electrodo negativo. A fonte de enerxía é unha pila de botón de 4,5 V. Verte a solución de KBr no vaso de precipitados, introduce os electrodos cos cables conectados e conecta a batería aos cables. Preto do electrodo positivo, a solución volverase amarela (esta é a túa auga de bromo) e formaranse burbullas de hidróxeno no electrodo negativo (4). Hai un forte cheiro a bromo enriba do vaso. Extraer a solución cunha xiringa ou pipeta.

4. Célula de diafragma caseira á esquerda e a mesma cela na produción de auga de bromo (dereita). O reactivo acumúlase arredor do electrodo positivo; burbullas de hidróxeno son visibles no electrodo negativo.

Podes almacenar auga de bromo por pouco tempo nun recipiente ben pechado, protexido da luz e nun lugar fresco, pero é mellor probalo de inmediato. Se fixeches papeis de amidón con iodo segundo a receita da segunda sección do ciclo, pon unha pinga de auga de bromo no papel. Aparecerá inmediatamente unha mancha escura, sinalando a formación de iodo libre:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

Do mesmo xeito que o bromo se obtén da auga do mar desprazándoo dos bromuros cun axente oxidante máis forte (), así o bromo despraza ao iodo máis débil que os ioduros (por suposto, o cloro tamén desprazará ao iodo).

Se non tes papel iodado de amidón, bota unha solución de ioduro de potasio nun tubo de ensaio e engade unhas gotas de auga de bromo. A solución escurece e cando se engade un indicador de amidón (unha suspensión de fariña de pataca en auga), vólvese azul escuro; o resultado indica a aparición de iodo libre (5). 

5. Detección de bromo. Arriba - papel de iodo de amidón, debaixo - unha solución de ioduro de potasio cun indicador de amidón (á esquerda - reactivos para a reacción, á dereita - o resultado da mestura das solucións).

Dous experimentos de cociña.

Dos moitos experimentos con auga de bromo, suxiro dous para os que necesitarás reactivos da cociña. No primeiro, saca unha botella de aceite de colza,

7. Reacción da auga de bromo co aceite vexetal. A capa superior de aceite é visible (esquerda) e a capa inferior de auga manchada de bromo antes da reacción (esquerda). Despois da reacción (dereita), a capa acuosa descolorouse.

aceite de xirasol ou de oliva. Verter unha pequena cantidade de aceite vexetal nun tubo de ensaio con auga de bromo e axitar o contido para que os reactivos se mesturen ben. A medida que a emulsión lábil se rompe, o aceite estará na parte superior (menos denso que a auga) e a auga de bromo na parte inferior. Non obstante, a capa de auga perdeu a súa cor amarelada. Este efecto "prohibe" a solución acuosa e utilízaa para reaccionar cos compoñentes do aceite (6). 

O aceite vexetal contén bastantes ácidos graxos insaturados (combinados coa glicerina para formar graxas). Os átomos de bromo están unidos a dobres enlaces nas moléculas destes ácidos, formando os correspondentes derivados de bromo. Un cambio na cor da auga de bromo é unha indicación de que na mostra da proba están presentes compostos orgánicos insaturados, é dicir. compostos que teñen enlaces dobres ou triples entre átomos de carbono (7). 

Para o segundo experimento de cociña, prepare bicarbonato de sodio, é dicir, bicarbonato de sodio, NaHCO.₃, e dous azucres - glicosa e frutosa. Podes mercar refrescos e glicosa no supermercado e frutosa no quiosco para diabéticos ou na tenda de alimentos saudables. A glicosa e a frutosa forman sacarosa, que é un azucre común. Ademais, son moi similares en propiedades e teñen a mesma fórmula total, e se isto non fose suficiente, pasan facilmente entre si. É certo que hai diferenzas entre eles: a frutosa é máis doce que a glicosa e, en solución, xira o plano da luz na outra dirección. Non obstante, para a identificación, empregará a diferenza na estrutura química: a glicosa é un aldehido e a frutosa é unha cetona.

7. Reacción de adición de bromo á unión

Podes lembrar que os azucres reductores se identifican mediante as probas de Trommer e Tollens. Vista exterior do depósito de Cu ladrillo₂O (no primeiro intento) ou un espello de prata (no segundo) indican a presenza de compostos redutores, como os aldehídos.

Non obstante, estes intentos non distinguen entre o aldehído de glicosa e a cetona da frutosa, xa que a frutosa cambiará rapidamente a súa estrutura no medio de reacción, converténdose en glicosa. Necesítase un reactivo máis fino.

Os halóxenos como 

Hai un grupo de compostos químicos que teñen propiedades similares aos compostos similares. Forman ácidos de fórmula xeral HX e sales con anións X– mononegativos, e estes ácidos non se forman a partir de óxidos. Exemplos deste tipo de pseudohalóxenos son o ácido cianhídrico velenoso HCN e o tiocianato inofensivo HSCN. Algunhas delas incluso forman moléculas diatómicas, como o cianóxeno (CN).₂.

Aquí é onde entra en xogo a auga de bromo. Facer solucións: glicosa coa adición de NaHCO₃ e frutosa, tamén coa adición de bicarbonato de sodio. Verter a solución de glicosa preparada nun tubo de ensaio con auga de bromo, e a solución de frutosa no outro, tamén con auga de bromo. A diferenza é claramente visible: a auga de bromo decolorouse baixo a acción da solución de glicosa e a frutosa non provocou cambios. Os dous azucres só se poden distinguir nun ambiente lixeiramente alcalino (proporcionado con bicarbonato de sodio) e cun axente oxidante suave, é dicir, auga bromada. O uso dunha solución fortemente alcalina (necesaria para as probas de Trommer e Tollens) provoca a rápida conversión dun azucre noutro e a decoloración da auga de bromo tamén pola frutosa. Se queres saber, repite a proba usando hidróxido de sodio en lugar de bicarbonato de sodio.