O bromo é um elemento importante e está envolvido em muitas sínteses. Em alguns países, a venda de bromo é controlada, e é problemático e arriscado comprá-lo. Neste artigo, veremos as opções para obter bromo elementar a partir de seus compostos.
BROMINA (Bromum, Br) - elemento do grupo 17 (VIIa) do sistema periódico, número atômico 35, massa atômica relativa 79,904. O bromo natural consiste em dois isótopos estáveis: 79Br (50,69 at.%) e 81Br (49,31 at.%), ao todo são conhecidos 28 isótopos com números de massa de 67 a 94. Em compostos químicos, o bromo exibe estados de oxidação de -1 a +7; na natureza, ele é encontrado apenas no estado de oxidação -1.
O bromo é o único líquido não metálico em temperatura ambiente. O bromo elementar é um líquido marrom-avermelhado pesado e malcheiroso (densidade a 20°C - 3,1 g/cm3, ponto de ebulição +59,82°C), o vapor de bromo tem cor marrom-amarelada. A uma temperatura de -7,25°C, o bromo se solidifica, transformando-se em cristais marrom-avermelhados em forma de agulha com fraco brilho metálico, que têm a aparência de iodo cristalino.
O bromo é bem solúvel em álcool, éter, hidrocarbonetos, clorofórmio e outros solventes orgânicos. O bromo é muito menos solúvel em água (3,5% a 20°С). O bromo é um pouco mais solúvel em ácidos clorídrico e bromo-hidrogênio e em soluções de KBr.
A solução aquosa de bromo tem cor amarela e é chamada de "água de bromo". A água de bromo tem propriedades oxidantes bastante fortes. É interessante notar que a solução saturada de bromo em água não se solidifica nem mesmo a 20 °C negativos.
No estado sólido, líquido e gasoso, o bromo existe na forma de moléculas de dois átomos Br2, a dissociação perceptível em átomos começa somente a 800 °C, a dissociação ocorre sob a influência da luz. O bromo elementar é um forte agente oxidante, reage diretamente com quase todos os não-metais (exceto gases inertes, oxigênio, nitrogênio e carbono) e muitos metais, e essas reações são frequentemente acompanhadas de inflamação (por exemplo, com fósforo, antimônio, estanho).
Todos os métodos industriais de obtenção de bromo a partir de soluções salinas baseiam-se em seu deslocamento com cloro a partir de brometos:
No laboratório, o bromo pode ser obtido pela interação de brometos com um oxidante adequado em um meio ácido. Os compostos de bromo mais disponíveis são os brometos de potássio e de sódio. O peróxido de hidrogênio, o permanganato de potássio, o bromato, o bicromato de potássio, o dióxido de manganês, o hipoclorito, o cloro e outras substâncias podem ser usados como oxidantes.
Dissolvemos 66 g de brometo de potássio em 300 ml de água e adicionamos 18 ml de ácido sulfúrico concentrado. Em seguida, adicione gradualmente 17,5 g de bromato de potássio em pequenas porções. A solução fica amarela e depois vermelha. Após 10 minutos, gotas suspensas de bromo aparecem na solução e se depositam no fundo. No final da reação, a camada de bromo pode ser separada com uma pipeta. O rendimento é de aproximadamente 16 ml.
Uma desvantagem óbvia do método acima é o uso de bromato de potássio, que não faz parte das substâncias prontamente disponíveis.
Abaixo está outro método de produção de bromo, o mais simplificado possível.
25 g de brometo de sódio NaBr (cerca de 12 ml por volume) foram despejados em 45 ml de ácido sulfúrico a 80% (o brometo não foi dissolvido). O líquido ficou branco.
(Originalmente, íamos adicionar ácido sulfúrico concentrado a uma solução de brometo de sódio a 40-45%, mas decidimos simplificar o procedimento o máximo possível).
Em seguida, foram adicionados 15 ml de peridrol (<30% H2O2). A mistura foi agitada suavemente. Quando estava visivelmente aquecida, a agitação foi interrompida para evitar que o bromo fervesse; a mistura foi resfriada ao ser colocada em água fria. O bromo se acumulou no fundo, com cristais de sal flutuando sobre ele. Quando todo o sal se dissolveu, a mistura foi deixada por mais 5 minutos. A mistura pode então ser resfriada a 0-5°C para reduzir a solubilidade do bromo na água.
Foram obtidos 6 ml de bromo (cerca de 18 g, rendimento de cerca de 90%).
O bromo pode ser separado em um funil de separação ou com uma pipeta. Além disso, a substância resultante pode ser seca com ácido sulfúrico concentrado e destilada.
Um frasco de vidro é suficiente para a reação; é conveniente fixar uma folha de plástico nele com um elástico e, depois de fazer um furo, despejar o peridrol e mexer com um bastão através dele.
Mesmo despejar sobre a água de bromo às vezes produz uma nuvem marrom cáustica. Tente despejar diretamente sob a camada de água.
O bromo é quase insolúvel em água e já está bastante seco imediatamente após recebê-lo.
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Comentários:
Fontes diferentes fornecem valores ligeiramente diferentes para as constantes físico-químicas do bromo, o que aparentemente se deve à pureza diferente da substância.
O uso de cloro e seus compostos é indesejável porque o cloro contamina o produto.
Pode ser usado eletrólito de bateria, evaporado até se tornar um vapor branco.
Se for necessário bromo exatamente seco (em sínteses em que a água é totalmente inaceitável), o bromo é seco por lavagem com ácido sulfúrico concentrado.
O bromo residual da água pode ser extraído com um solvente orgânico adequado (não reativo com o bromo e não miscível com a água).
Os drenos aquosos contendo bromo dissolvido podem ser neutralizados com uma solução de tiossulfato de sódio ou sulfito de sódio.
De preferência, o bromo deve ser armazenado em frascos ou garrafas lacradas, caso contrário, podem ocorrer problemas com o vapor de bromo. O armazenamento de bromo em casa é altamente desaconselhável.
BROMINA (Bromum, Br) - elemento do grupo 17 (VIIa) do sistema periódico, número atômico 35, massa atômica relativa 79,904. O bromo natural consiste em dois isótopos estáveis: 79Br (50,69 at.%) e 81Br (49,31 at.%), ao todo são conhecidos 28 isótopos com números de massa de 67 a 94. Em compostos químicos, o bromo exibe estados de oxidação de -1 a +7; na natureza, ele é encontrado apenas no estado de oxidação -1.
O bromo é o único líquido não metálico em temperatura ambiente. O bromo elementar é um líquido marrom-avermelhado pesado e malcheiroso (densidade a 20°C - 3,1 g/cm3, ponto de ebulição +59,82°C), o vapor de bromo tem cor marrom-amarelada. A uma temperatura de -7,25°C, o bromo se solidifica, transformando-se em cristais marrom-avermelhados em forma de agulha com fraco brilho metálico, que têm a aparência de iodo cristalino.
O bromo é bem solúvel em álcool, éter, hidrocarbonetos, clorofórmio e outros solventes orgânicos. O bromo é muito menos solúvel em água (3,5% a 20°С). O bromo é um pouco mais solúvel em ácidos clorídrico e bromo-hidrogênio e em soluções de KBr.
A solução aquosa de bromo tem cor amarela e é chamada de "água de bromo". A água de bromo tem propriedades oxidantes bastante fortes. É interessante notar que a solução saturada de bromo em água não se solidifica nem mesmo a 20 °C negativos.
No estado sólido, líquido e gasoso, o bromo existe na forma de moléculas de dois átomos Br2, a dissociação perceptível em átomos começa somente a 800 °C, a dissociação ocorre sob a influência da luz. O bromo elementar é um forte agente oxidante, reage diretamente com quase todos os não-metais (exceto gases inertes, oxigênio, nitrogênio e carbono) e muitos metais, e essas reações são frequentemente acompanhadas de inflamação (por exemplo, com fósforo, antimônio, estanho).
Todos os métodos industriais de obtenção de bromo a partir de soluções salinas baseiam-se em seu deslocamento com cloro a partir de brometos:
MgBr2 + Cl2 = MgCl2 + Br2.
No laboratório, o bromo pode ser obtido pela interação de brometos com um oxidante adequado em um meio ácido. Os compostos de bromo mais disponíveis são os brometos de potássio e de sódio. O peróxido de hidrogênio, o permanganato de potássio, o bromato, o bicromato de potássio, o dióxido de manganês, o hipoclorito, o cloro e outras substâncias podem ser usados como oxidantes.
MnO2 + 2H2SO4 + 2NaBr = Br2 + MnSO4 + Na2SO4
Para extrair o bromo da mistura resultante de brometo de sódio e bromato de sódio, ela é acidificada com ácido sulfúrico:5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O
Dissolvemos 66 g de brometo de potássio em 300 ml de água e adicionamos 18 ml de ácido sulfúrico concentrado. Em seguida, adicione gradualmente 17,5 g de bromato de potássio em pequenas porções. A solução fica amarela e depois vermelha. Após 10 minutos, gotas suspensas de bromo aparecem na solução e se depositam no fundo. No final da reação, a camada de bromo pode ser separada com uma pipeta. O rendimento é de aproximadamente 16 ml.
KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3H2O + 3K2SO4
Uma desvantagem óbvia do método acima é o uso de bromato de potássio, que não faz parte das substâncias prontamente disponíveis.
Abaixo está outro método de produção de bromo, o mais simplificado possível.
25 g de brometo de sódio NaBr (cerca de 12 ml por volume) foram despejados em 45 ml de ácido sulfúrico a 80% (o brometo não foi dissolvido). O líquido ficou branco.
(Originalmente, íamos adicionar ácido sulfúrico concentrado a uma solução de brometo de sódio a 40-45%, mas decidimos simplificar o procedimento o máximo possível).
Em seguida, foram adicionados 15 ml de peridrol (<30% H2O2). A mistura foi agitada suavemente. Quando estava visivelmente aquecida, a agitação foi interrompida para evitar que o bromo fervesse; a mistura foi resfriada ao ser colocada em água fria. O bromo se acumulou no fundo, com cristais de sal flutuando sobre ele. Quando todo o sal se dissolveu, a mistura foi deixada por mais 5 minutos. A mistura pode então ser resfriada a 0-5°C para reduzir a solubilidade do bromo na água.
Foram obtidos 6 ml de bromo (cerca de 18 g, rendimento de cerca de 90%).
2NaBr + H2SO4 + H2O2 → Br2 + Na2SO4 + 2H2O
O bromo pode ser separado em um funil de separação ou com uma pipeta. Além disso, a substância resultante pode ser seca com ácido sulfúrico concentrado e destilada.
Um frasco de vidro é suficiente para a reação; é conveniente fixar uma folha de plástico nele com um elástico e, depois de fazer um furo, despejar o peridrol e mexer com um bastão através dele.
Mesmo despejar sobre a água de bromo às vezes produz uma nuvem marrom cáustica. Tente despejar diretamente sob a camada de água.
O bromo é quase insolúvel em água e já está bastante seco imediatamente após recebê-lo.
Comentários:
Fontes diferentes fornecem valores ligeiramente diferentes para as constantes físico-químicas do bromo, o que aparentemente se deve à pureza diferente da substância.
O uso de cloro e seus compostos é indesejável porque o cloro contamina o produto.
Pode ser usado eletrólito de bateria, evaporado até se tornar um vapor branco.
Se for necessário bromo exatamente seco (em sínteses em que a água é totalmente inaceitável), o bromo é seco por lavagem com ácido sulfúrico concentrado.
O bromo residual da água pode ser extraído com um solvente orgânico adequado (não reativo com o bromo e não miscível com a água).
Os drenos aquosos contendo bromo dissolvido podem ser neutralizados com uma solução de tiossulfato de sódio ou sulfito de sódio.
Precauções de segurança
O vapor de bromo tem um odor pungente, é venenoso e altamente irritante para o trato respiratório. O contato da pele com o bromo causa feridas. O bromo deve ser manuseado sob correntes de ar, usando óculos de proteção e luvas.De preferência, o bromo deve ser armazenado em frascos ou garrafas lacradas, caso contrário, podem ocorrer problemas com o vapor de bromo. O armazenamento de bromo em casa é altamente desaconselhável.
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