Brom je důležitý prvek a podílí se na mnoha syntézách. V některých zemích je prodej bromu kontrolován a jeho nákup je problematický a rizikový. V tomto článku se budeme zabývat možnostmi získávání elementárního bromu z jeho sloučenin.
BROM (Bromum, Br) - prvek 17. skupiny (VIIa) periodické soustavy, atomové číslo 35, relativní atomová hmotnost 79,904. Brom se vyskytuje ve všech sloučeninách. Přírodní brom se skládá ze dvou stabilních izotopů: 79Br (50,69 at.%) a 81Br (49,31 at.%), celkem je známo 28 izotopů s hmotnostními čísly od 67 do 94. V chemických sloučeninách vykazuje brom oxidační stavy od -1 do +7, v přírodě se vyskytuje pouze v oxidačním stavu -1.
Brom je jediná nekovová kapalina při pokojové teplotě. Elementární brom je těžká červenohnědá zapáchající kapalina (hustota při 20 °C - 3,1 g/cm3, bod varu +59,82 °C), bromové páry mají žlutohnědou barvu. Při teplotě -7,25 °C brom tuhne a mění se v červenohnědé jehličkovité krystaly se slabým kovovým leskem, které mají vzhled krystalického jódu.
Brom je dobře rozpustný v alkoholu, éteru, uhlovodících, chloroformu a dalších organických rozpouštědlech. Brom je mnohem méně rozpustný ve vodě (3,5 % při 20 °C). Brom je o něco lépe rozpustný v kyselině chlorovodíkové a bromovodíkové, v roztocích KBr.
Vodný roztok bromu má žlutou barvu a nazývá se "bromová voda". Bromová voda má poměrně silné oxidační vlastnosti. Zajímavé je, že nasycený roztok bromu ve vodě neztuhne ani při teplotě minus 20 °C.
V pevném, kapalném i plynném stavu existuje brom ve formě dvouatomových molekul Br2, nápadná disociace na atomy začíná až při 800 °C, k disociaci dochází pod vlivem světla. Elementární brom je silné oxidační činidlo, přímo reaguje téměř se všemi nekovy (kromě inertních plynů, kyslíku, dusíku a uhlíku) a s mnoha kovy, tyto reakce jsou často doprovázeny zápalem (např. s fosforem, antimonem, cínem).
Všechny průmyslové metody získávání bromu z roztoků solí jsou založeny na jeho vytěsňování chlorem z bromidů:
V laboratoři lze brom získat interakcí bromidů s vhodným oxidovadlem v kyselém prostředí. Nejdostupnějšími sloučeninami bromu jsou bromidy draselné a sodné. Jako oxidanty lze použít peroxid vodíku, manganistan draselný, bromičnan, dvojchroman draselný, oxid manganičitý, chlornan, chlor a další látky.
Rozpustíme 66 g bromidu draselného ve 300 ml vody a přidáme 18 ml koncentrované kyseliny sírové. Poté postupně po malých dávkách přidáme 17,5 g bromičnanu draselného. Roztok se zbarví do žluta a pak do červena. Po 10 minutách se v roztoku objeví suspendované kapky bromu, které se usadí na dně. Na konci reakce lze vrstvu bromu oddělit pipetou. Výtěžek je přibližně 16 ml.
Zřejmou nevýhodou výše uvedené metody je použití bromičnanu draselného, který nepatří mezi snadno dostupné látky.
Níže je uveden jiný způsob výroby bromu, co nejvíce zjednodušený.
Do 45 ml 80% kyseliny sírové (bromid se nerozpustil) se nalije 25 g bromidu sodného NaBr (asi 12 ml objemu). Kapalina zbělela.
(Původně jsme chtěli přidat koncentrovanou kyselinu sírovou do 40-45% roztoku bromidu sodného, ale rozhodli jsme se postup co nejvíce zjednodušit).
Poté bylo přidáno 15 ml perhydrolu (<30% H2O2). Směs byla jemně promíchána. Když se viditelně zahřál, míchání se zastavilo, aby se zabránilo varu bromu; směs se ochladila spuštěním do studené vody. Brom se nahromadil na dně a nad ním plavaly krystalky soli. Když se veškerá sůl rozpustila, směs se nechala ještě 5 minut stát. Poté se směs mohla zchladit na 0-5 °C, aby se snížila rozpustnost bromu ve vodě.
Bylo získáno 6 ml bromu (asi 18 g, výtěžek asi 90 %).
Brom lze oddělit v dělící nálevce nebo pipetou. Vzniklou látku lze navíc vysušit koncentrovanou kyselinou sírovou a vydestilovat.
Pro reakci postačí skleněná nádoba, na kterou je vhodné připevnit plastovou fólii gumičkou a po vytvoření otvoru do ní nalít perhydrol a míchat tyčinkou.
I přelévání bromovou vodou někdy vytváří žíravý hnědý oblak. Snažte se nalévat přímo pod vrstvu vody.
Brom je ve vodě téměř nerozpustný a ihned po přijetí je již zcela suchý.
_____________________________
Komentáře: V tomto případě se jedná pouze o jednu z nejlepších fotografií:
Různé zdroje uvádějí mírně odlišné hodnoty fyzikálně-chemických konstant bromu, což je zřejmě způsobeno různou čistotou látky.
Použití chlóru a jeho sloučenin je nežádoucí, protože chlór kontaminuje výrobek.
Lze použít elektrolyt z baterií odpařený na bílou páru.
Pokud je požadován přesně suchý brom (při syntézách, kde je voda zcela nepřijatelná), vysuší se brom promytím koncentrovanou kyselinou sírovou.
Zbytkový brom z vody lze extrahovat vhodným (s bromem nereaktivním a s vodou nemísitelným) organickým rozpouštědlem.
Vodné odtoky obsahující rozpuštěný brom lze neutralizovat roztokem thiosíranu sodného nebo siřičitanu sodného.
Brom by měl být přednostně skladován v uzavřených lahvičkách nebo baňkách, jinak mohou nastat problémy s bromovými parami. Skladování bromu v domácích podmínkách se důrazně nedoporučuje.
BROM (Bromum, Br) - prvek 17. skupiny (VIIa) periodické soustavy, atomové číslo 35, relativní atomová hmotnost 79,904. Brom se vyskytuje ve všech sloučeninách. Přírodní brom se skládá ze dvou stabilních izotopů: 79Br (50,69 at.%) a 81Br (49,31 at.%), celkem je známo 28 izotopů s hmotnostními čísly od 67 do 94. V chemických sloučeninách vykazuje brom oxidační stavy od -1 do +7, v přírodě se vyskytuje pouze v oxidačním stavu -1.
Brom je jediná nekovová kapalina při pokojové teplotě. Elementární brom je těžká červenohnědá zapáchající kapalina (hustota při 20 °C - 3,1 g/cm3, bod varu +59,82 °C), bromové páry mají žlutohnědou barvu. Při teplotě -7,25 °C brom tuhne a mění se v červenohnědé jehličkovité krystaly se slabým kovovým leskem, které mají vzhled krystalického jódu.
Brom je dobře rozpustný v alkoholu, éteru, uhlovodících, chloroformu a dalších organických rozpouštědlech. Brom je mnohem méně rozpustný ve vodě (3,5 % při 20 °C). Brom je o něco lépe rozpustný v kyselině chlorovodíkové a bromovodíkové, v roztocích KBr.
Vodný roztok bromu má žlutou barvu a nazývá se "bromová voda". Bromová voda má poměrně silné oxidační vlastnosti. Zajímavé je, že nasycený roztok bromu ve vodě neztuhne ani při teplotě minus 20 °C.
V pevném, kapalném i plynném stavu existuje brom ve formě dvouatomových molekul Br2, nápadná disociace na atomy začíná až při 800 °C, k disociaci dochází pod vlivem světla. Elementární brom je silné oxidační činidlo, přímo reaguje téměř se všemi nekovy (kromě inertních plynů, kyslíku, dusíku a uhlíku) a s mnoha kovy, tyto reakce jsou často doprovázeny zápalem (např. s fosforem, antimonem, cínem).
Všechny průmyslové metody získávání bromu z roztoků solí jsou založeny na jeho vytěsňování chlorem z bromidů:
MgBr2 + Cl2 = MgCl2 + Br2.
V laboratoři lze brom získat interakcí bromidů s vhodným oxidovadlem v kyselém prostředí. Nejdostupnějšími sloučeninami bromu jsou bromidy draselné a sodné. Jako oxidanty lze použít peroxid vodíku, manganistan draselný, bromičnan, dvojchroman draselný, oxid manganičitý, chlornan, chlor a další látky.
MnO2 + 2H2SO4 + 2NaBr = Br2 + MnSO4 + Na2SO4
K extrakci bromu ze vzniklé směsi bromidu sodného a bromičnanu sodného se okyselí kyselinou sírovou:5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O
Rozpustíme 66 g bromidu draselného ve 300 ml vody a přidáme 18 ml koncentrované kyseliny sírové. Poté postupně po malých dávkách přidáme 17,5 g bromičnanu draselného. Roztok se zbarví do žluta a pak do červena. Po 10 minutách se v roztoku objeví suspendované kapky bromu, které se usadí na dně. Na konci reakce lze vrstvu bromu oddělit pipetou. Výtěžek je přibližně 16 ml.
KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3H2O + 3K2SO4
Zřejmou nevýhodou výše uvedené metody je použití bromičnanu draselného, který nepatří mezi snadno dostupné látky.
Níže je uveden jiný způsob výroby bromu, co nejvíce zjednodušený.
Do 45 ml 80% kyseliny sírové (bromid se nerozpustil) se nalije 25 g bromidu sodného NaBr (asi 12 ml objemu). Kapalina zbělela.
(Původně jsme chtěli přidat koncentrovanou kyselinu sírovou do 40-45% roztoku bromidu sodného, ale rozhodli jsme se postup co nejvíce zjednodušit).
Poté bylo přidáno 15 ml perhydrolu (<30% H2O2). Směs byla jemně promíchána. Když se viditelně zahřál, míchání se zastavilo, aby se zabránilo varu bromu; směs se ochladila spuštěním do studené vody. Brom se nahromadil na dně a nad ním plavaly krystalky soli. Když se veškerá sůl rozpustila, směs se nechala ještě 5 minut stát. Poté se směs mohla zchladit na 0-5 °C, aby se snížila rozpustnost bromu ve vodě.
Bylo získáno 6 ml bromu (asi 18 g, výtěžek asi 90 %).
2NaBr + H2SO4 + H2O2 → Br2 + Na2SO4 + 2H2O
Brom lze oddělit v dělící nálevce nebo pipetou. Vzniklou látku lze navíc vysušit koncentrovanou kyselinou sírovou a vydestilovat.
Pro reakci postačí skleněná nádoba, na kterou je vhodné připevnit plastovou fólii gumičkou a po vytvoření otvoru do ní nalít perhydrol a míchat tyčinkou.
I přelévání bromovou vodou někdy vytváří žíravý hnědý oblak. Snažte se nalévat přímo pod vrstvu vody.
Brom je ve vodě téměř nerozpustný a ihned po přijetí je již zcela suchý.
Komentáře: V tomto případě se jedná pouze o jednu z nejlepších fotografií:
Různé zdroje uvádějí mírně odlišné hodnoty fyzikálně-chemických konstant bromu, což je zřejmě způsobeno různou čistotou látky.
Použití chlóru a jeho sloučenin je nežádoucí, protože chlór kontaminuje výrobek.
Lze použít elektrolyt z baterií odpařený na bílou páru.
Pokud je požadován přesně suchý brom (při syntézách, kde je voda zcela nepřijatelná), vysuší se brom promytím koncentrovanou kyselinou sírovou.
Zbytkový brom z vody lze extrahovat vhodným (s bromem nereaktivním a s vodou nemísitelným) organickým rozpouštědlem.
Vodné odtoky obsahující rozpuštěný brom lze neutralizovat roztokem thiosíranu sodného nebo siřičitanu sodného.
Bezpečnostní opatření
Páry bromu mají štiplavý zápach, jsou jedovaté a silně dráždí dýchací cesty. Styk s bromem na kůži způsobuje vředy. S bromem by se mělo manipulovat za průvanu, za použití ochranných brýlí a rukavic.Brom by měl být přednostně skladován v uzavřených lahvičkách nebo baňkách, jinak mohou nastat problémy s bromovými parami. Skladování bromu v domácích podmínkách se důrazně nedoporučuje.
Attachments
Last edited by a moderator: