A bróm fontos elem, és számos szintézisben vesz részt. Egyes országokban a bróm árusítását ellenőrzik, és problémás és kockázatos a beszerzése. Ebben a cikkben megvizsgáljuk az elemi bróm vegyületekből történő elemi bróm beszerzésének lehetőségeit.
BROM (Bromum, Br) - a periódusos rendszer 17. (VIIa) csoportjának eleme, atomi száma 35, relatív atomtömege 79,904. A természetes bróm két stabil izotópból áll: 79Br (50,69 at.%) és 81Br (49,31 at.%), összesen 28 izotópot ismerünk 67 és 94 közötti tömegszámmal. A kémiai vegyületekben a bróm -1-től +7-ig terjedő oxidációs állapotokat mutat, a természetben csak a -1-es oxidációs állapotban fordul elő.
A bróm szobahőmérsékleten az egyetlen nem fémes folyadék. Az elemi bróm nehéz, vörösesbarna, bűzös folyadék (sűrűsége 20°C-on - 3,1 g/cm3 , forráspontja +59,82°C), a brómgőz sárgásbarna színű. -7,25°C hőmérsékleten a bróm megszilárdul, és vörösbarna, tűszerű, gyengén fémes fényű kristályokká alakul, amelyek a jódkristály kinézetét mutatják.
A bróm jól oldódik alkoholban, éterben, szénhidrogénekben, kloroformban és más szerves oldószerekben. A bróm sokkal kevésbé oldódik vízben (3,5% 20°С-on). A bróm valamivel jobban oldódik sósavban és bróm-hidrogénsavban, KBr-oldatokban.
A bróm vizes oldata sárga színű, és "brómvíznek" nevezik. A brómvíz meglehetősen erős oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik. Érdekes módon a telített bróm vízben oldott oldata még mínusz 20 °C-on sem szilárdul meg.
A bróm szilárd, folyékony és gáz halmazállapotban Br2 kétatomos molekulák formájában létezik, észrevehető atomokra való disszociációja csak 800 °C-on kezdődik, a disszociáció fény hatására következik be. Az elemi bróm erős oxidálószer, szinte minden nemfémmel (kivéve az inert gázokat, az oxigént, a nitrogént és a szenet) és sok fémmel közvetlenül reagál, ezek a reakciók gyakran gyulladással járnak (pl. foszforral, antimonnal, ónnal).
A bróm sóoldatokból történő kinyerésének minden ipari módszere a brómnak a bromidokból klórral történő kiszorításán alapul:
Laboratóriumban brómot nyerhetünk a brómoknak savas közegben megfelelő oxidálószerrel való kölcsönhatásával. A leginkább elérhető brómvegyületek a kálium- és nátriumbrómidok. Oxidálószerként hidrogén-peroxid, kálium-permanganát, brómát, kálium-bikromát, mangán-dioxid, hipoklorit, klór és más anyagok is használhatók.
Feloldunk 66 g káliumbromidot 300 ml vízben, és hozzáadunk 18 ml tömény kénsavat. Ezután fokozatosan, kis adagokban hozzáadunk 17,5 g káliumbromátot. Az oldat sárgára, majd vörösre színeződik. 10 perc múlva az oldatban bróm szuszpendált cseppjei jelennek meg, és leülepednek az oldat aljára. A reakció végén a brómréteg pipettával elválasztható. A hozam körülbelül 16 ml.
A fenti módszer nyilvánvaló hátránya a káliumbromát használata, amely nem tartozik a könnyen hozzáférhető anyagok közé.
Az alábbiakban a bróm előállításának egy másik, a lehető legegyszerűsített módszere következik.
25 g NaBr nátrium-bromidot (kb. 12 ml térfogat) 45 ml 80%-os kénsavba öntöttünk (a brómot nem oldottuk fel). A folyadék fehérré vált.
(Eredetileg tömény kénsavat akartunk adni a 40-45%-os nátrium-bromid oldathoz, de úgy döntöttünk, hogy a lehető legegyszerűbbé tesszük az eljárást).
Ezután 15 ml perhidrolt (<30% H2O2) adtunk hozzá. Az elegyet óvatosan kevertettük. Amikor láthatóan felhevült, a keverést leállítottuk, hogy megakadályozzuk a bróm felforrását; az elegyet hideg vízbe engedve lehűtöttük. A bróm felhalmozódott az alján, és sókristályok úsztak felette. Amikor az összes só feloldódott, az elegyet további 5 percig hagytuk állni. Ezután az elegyet 0-5 °C-ra lehetett hűteni, hogy a bróm oldhatósága a vízben csökkenjen.
6 ml brómot kaptunk (kb. 18 g, hozam kb. 90%).
A bróm elválasztható elválasztótölcsérben vagy pipettával. A kapott anyagot tömény kénsavval száríthatjuk és desztillálhatjuk.
A reakcióhoz elegendő egy üvegedény, célszerű egy műanyag fóliát gumiszalaggal rögzíteni rá, és miután egy lyukat csináltunk, beleöntjük a perhidrolt, és egy pálcikával átkeverjük.
Még a brómos vízre öntés is néha maró barna felhőt eredményez. Próbáljon közvetlenül a vízréteg alá önteni.
A bróm szinte oldhatatlan a vízben, és már rögtön a beérkezése után eléggé kiszárad.
_____________________________
Hozzászólások:
A különböző források kissé eltérő értékeket adnak meg a bróm fizikai-kémiai állandóira, ami nyilvánvalóan az anyag eltérő tisztaságának köszönhető.
A klór és vegyületeinek használata nem kívánatos, mert a klór szennyezi a terméket.
Fehér gőzzé párolt akkumulátor-elektrolit használható.
Ha pontosan száraz brómra van szükség (olyan szintézisekben, ahol a víz teljesen elfogadhatatlan), a brómot tömény kénsavval történő mosással szárítják.
A vízből visszamaradt brómot megfelelő (brómmal nem reagáló és vízzel nem keveredő) szerves oldószerrel extrahálhatjuk.
Az oldott brómot tartalmazó vizes lefolyóvizet nátrium-tioszulfát vagy nátrium-szulfit oldattal lehet semlegesíteni.
A brómot lehetőleg lezárt fiolákban vagy lombikokban kell tárolni, különben a brómgőz problémákat okozhat. A bróm otthoni tárolása erősen visszariasztandó.
BROM (Bromum, Br) - a periódusos rendszer 17. (VIIa) csoportjának eleme, atomi száma 35, relatív atomtömege 79,904. A természetes bróm két stabil izotópból áll: 79Br (50,69 at.%) és 81Br (49,31 at.%), összesen 28 izotópot ismerünk 67 és 94 közötti tömegszámmal. A kémiai vegyületekben a bróm -1-től +7-ig terjedő oxidációs állapotokat mutat, a természetben csak a -1-es oxidációs állapotban fordul elő.
A bróm szobahőmérsékleten az egyetlen nem fémes folyadék. Az elemi bróm nehéz, vörösesbarna, bűzös folyadék (sűrűsége 20°C-on - 3,1 g/cm3 , forráspontja +59,82°C), a brómgőz sárgásbarna színű. -7,25°C hőmérsékleten a bróm megszilárdul, és vörösbarna, tűszerű, gyengén fémes fényű kristályokká alakul, amelyek a jódkristály kinézetét mutatják.
A bróm jól oldódik alkoholban, éterben, szénhidrogénekben, kloroformban és más szerves oldószerekben. A bróm sokkal kevésbé oldódik vízben (3,5% 20°С-on). A bróm valamivel jobban oldódik sósavban és bróm-hidrogénsavban, KBr-oldatokban.
A bróm vizes oldata sárga színű, és "brómvíznek" nevezik. A brómvíz meglehetősen erős oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik. Érdekes módon a telített bróm vízben oldott oldata még mínusz 20 °C-on sem szilárdul meg.
A bróm szilárd, folyékony és gáz halmazállapotban Br2 kétatomos molekulák formájában létezik, észrevehető atomokra való disszociációja csak 800 °C-on kezdődik, a disszociáció fény hatására következik be. Az elemi bróm erős oxidálószer, szinte minden nemfémmel (kivéve az inert gázokat, az oxigént, a nitrogént és a szenet) és sok fémmel közvetlenül reagál, ezek a reakciók gyakran gyulladással járnak (pl. foszforral, antimonnal, ónnal).
A bróm sóoldatokból történő kinyerésének minden ipari módszere a brómnak a bromidokból klórral történő kiszorításán alapul:
MgBr2 + Cl2 = MgCl2 + Br2.
Laboratóriumban brómot nyerhetünk a brómoknak savas közegben megfelelő oxidálószerrel való kölcsönhatásával. A leginkább elérhető brómvegyületek a kálium- és nátriumbrómidok. Oxidálószerként hidrogén-peroxid, kálium-permanganát, brómát, kálium-bikromát, mangán-dioxid, hipoklorit, klór és más anyagok is használhatók.
MnO2 + 2H2SO4 + 2NaBr = Br2 + MnSO4 + Na2SO4
A bróm kivonásához a nátrium-bromid és a nátrium-bromát keletkező keverékéből kénsavval savanyítjuk a brómot:5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O
Feloldunk 66 g káliumbromidot 300 ml vízben, és hozzáadunk 18 ml tömény kénsavat. Ezután fokozatosan, kis adagokban hozzáadunk 17,5 g káliumbromátot. Az oldat sárgára, majd vörösre színeződik. 10 perc múlva az oldatban bróm szuszpendált cseppjei jelennek meg, és leülepednek az oldat aljára. A reakció végén a brómréteg pipettával elválasztható. A hozam körülbelül 16 ml.
KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3H2O + 3K2SO4
A fenti módszer nyilvánvaló hátránya a káliumbromát használata, amely nem tartozik a könnyen hozzáférhető anyagok közé.
Az alábbiakban a bróm előállításának egy másik, a lehető legegyszerűsített módszere következik.
25 g NaBr nátrium-bromidot (kb. 12 ml térfogat) 45 ml 80%-os kénsavba öntöttünk (a brómot nem oldottuk fel). A folyadék fehérré vált.
(Eredetileg tömény kénsavat akartunk adni a 40-45%-os nátrium-bromid oldathoz, de úgy döntöttünk, hogy a lehető legegyszerűbbé tesszük az eljárást).
Ezután 15 ml perhidrolt (<30% H2O2) adtunk hozzá. Az elegyet óvatosan kevertettük. Amikor láthatóan felhevült, a keverést leállítottuk, hogy megakadályozzuk a bróm felforrását; az elegyet hideg vízbe engedve lehűtöttük. A bróm felhalmozódott az alján, és sókristályok úsztak felette. Amikor az összes só feloldódott, az elegyet további 5 percig hagytuk állni. Ezután az elegyet 0-5 °C-ra lehetett hűteni, hogy a bróm oldhatósága a vízben csökkenjen.
6 ml brómot kaptunk (kb. 18 g, hozam kb. 90%).
2NaBr + H2SO4 + H2O2 → Br2 + Na2SO4 + 2H2O
A bróm elválasztható elválasztótölcsérben vagy pipettával. A kapott anyagot tömény kénsavval száríthatjuk és desztillálhatjuk.
A reakcióhoz elegendő egy üvegedény, célszerű egy műanyag fóliát gumiszalaggal rögzíteni rá, és miután egy lyukat csináltunk, beleöntjük a perhidrolt, és egy pálcikával átkeverjük.
Még a brómos vízre öntés is néha maró barna felhőt eredményez. Próbáljon közvetlenül a vízréteg alá önteni.
A bróm szinte oldhatatlan a vízben, és már rögtön a beérkezése után eléggé kiszárad.
Hozzászólások:
A különböző források kissé eltérő értékeket adnak meg a bróm fizikai-kémiai állandóira, ami nyilvánvalóan az anyag eltérő tisztaságának köszönhető.
A klór és vegyületeinek használata nem kívánatos, mert a klór szennyezi a terméket.
Fehér gőzzé párolt akkumulátor-elektrolit használható.
Ha pontosan száraz brómra van szükség (olyan szintézisekben, ahol a víz teljesen elfogadhatatlan), a brómot tömény kénsavval történő mosással szárítják.
A vízből visszamaradt brómot megfelelő (brómmal nem reagáló és vízzel nem keveredő) szerves oldószerrel extrahálhatjuk.
Az oldott brómot tartalmazó vizes lefolyóvizet nátrium-tioszulfát vagy nátrium-szulfit oldattal lehet semlegesíteni.
Biztonsági óvintézkedések
A brómgőz szúrós szagú, mérgező és erősen irritálja a légutakat. A brómmal való bőrkontaktus sebek kialakulását okozza. A brómot huzat alatt, védőszemüveg és kesztyű használatával kell kezelni.A brómot lehetőleg lezárt fiolákban vagy lombikokban kell tárolni, különben a brómgőz problémákat okozhat. A bróm otthoni tárolása erősen visszariasztandó.
Attachments
Last edited by a moderator: