Bromul este un element important și este implicat în multe sinteze. În unele țări, vânzarea de brom este controlată și este problematic și riscant să îl cumpărați. În acest articol, vom analiza opțiunile pentru obținerea bromului elementar din compușii săi.
BROMIN (Bromum, Br) - element din grupa 17 (VIIa) a sistemului periodic, număr atomic 35, masă atomică relativă 79,904. Bromul natural este format din doi izotopi stabili: 79Br (50,69 at.%) și 81Br (49,31 at.%), în total fiind cunoscuți 28 de izotopi cu numere de masă de la 67 la 94. În compușii chimici, bromul prezintă stări de oxidare de la -1 la +7, în natură se găsește numai în starea de oxidare -1.
Bromul este singurul lichid nemetalic la temperatura camerei. Bromul elementar este un lichid greu, brun-roșcat, urât mirositor (densitate la 20°C - 3,1 g/cm3, punct de fierbere +59,82°C), vaporii de brom au culoarea galben-brun. La temperatura de -7,25°C, bromul se solidifică, transformându-se în cristale aciculare de culoare roșu-maroniu, cu strălucire metalică slabă, care au aspectul cristalului de iod.
Bromul este bine solubil în alcool, eter, hidrocarburi, cloroform și alți solvenți organici. Bromul este mult mai puțin solubil în apă (3,5% la 20°С). Bromul este puțin mai solubil în acizii clorhidric și bromhidrogen, în soluții de KBr.
Soluția apoasă de brom are culoarea galbenă și se numește "apă de brom". Apa de brom are proprietăți oxidante destul de puternice. Interesant este faptul că soluția saturată de brom în apă nu se solidifică nici la minus 20 °C.
În stare solidă, lichidă și gazoasă bromul există sub formă de molecule bicatomice Br2, disocierea vizibilă în atomi începe numai la 800 °C, disocierea are loc sub influența luminii. Bromul elementar este un agent oxidant puternic, reacționează direct cu aproape toate nemetalele (cu excepția gazelor inerte, oxigenului, azotului și carbonului) și cu multe metale, aceste reacții fiind adesea însoțite de inflamare (de exemplu, cu fosfor, antimoniu, staniu).
Toate metodele industriale de obținere a bromului din soluții saline se bazează pe deplasarea sa cu clor din bromuri:
În laborator, bromul poate fi obținut prin interacțiunea bromurilor cu un oxidant adecvat într-un mediu acid. Cei mai disponibili compuși ai bromului sunt bromurile de potasiu și sodiu. Ca oxidanți pot fi utilizate peroxidul de hidrogen, permanganatul de potasiu, bromatul, bicromatul de potasiu, dioxidul de mangan, hipocloritul, clorul și alte substanțe.
Dizolvăm 66 g de bromură de potasiu în 300 ml de apă și adăugăm 18 ml de acid sulfuric concentrat. Apoi adăugăm treptat 17,5 g de bromat de potasiu în porții mici. Soluția devine galbenă, apoi roșie. După 10 minute, în soluție apar picături de brom în suspensie care se depun la fund. La sfârșitul reacției, stratul de brom poate fi separat cu o pipetă. Randamentul este de aproximativ 16 ml.
Un dezavantaj evident al metodei de mai sus este utilizarea bromatului de potasiu, care nu face parte din substanțele ușor disponibile.
Mai jos este prezentată o altă metodă de producere a bromului, cât mai simplificată posibil.
25 g de bromură de sodiu NaBr (aproximativ 12 ml în volum) au fost turnate în 45 ml de acid sulfuric 80% (bromura nu a fost dizolvată). Lichidul a devenit alb.
(Inițial, urma să adăugăm acid sulfuric concentrat la o soluție de bromură de sodiu de 40-45%, dar am decis să simplificăm procedura cât mai mult posibil).
Apoi s-au adăugat 15 ml de perhidrol (<30% H2O2). Amestecul a fost agitat ușor. Când s-a încălzit vizibil, agitarea a fost oprită pentru a preveni fierberea bromului; amestecul a fost răcit prin coborârea sa în apă rece. Bromul s-a acumulat pe fund, iar cristalele de sare au plutit peste el. După ce s-a dizolvat toată sarea, amestecul a fost lăsat încă 5 minute. Amestecul poate fi apoi răcit la 0-5°C pentru a reduce solubilitatea bromului în apă.
S-au obținut 6 ml de brom (aproximativ 18 g, randament de aproximativ 90%).
Bromul poate fi separat într-o pâlnie de separare sau cu o pipetă. În plus, substanța rezultată poate fi uscată cu acid sulfuric concentrat și distilată.
Un borcan de sticlă este suficient pentru reacție, este convenabil să se fixeze o folie de plastic pe acesta cu o bandă de cauciuc și, după ce s-a făcut o gaură, se toarnă perhidrolul și se amestecă cu un băț prin acesta.
Chiar și turnarea peste apa de brom produce uneori un nor maro caustic. Încercați să turnați direct sub stratul de apă.
Bromul este aproape insolubil în apă și este deja destul de uscat imediat după primirea sa.
_____________________________
Observații:
Diferite surse dau valori ușor diferite pentru constantele fizico-chimice ale bromului, ceea ce se pare că se datorează purității diferite a substanței.
Utilizarea clorului și a compușilor săi este nedorită deoarece clorul va contamina produsul.
Se poate utiliza electrolit de baterie, evaporat până la vapori albi.
În cazul în care este necesar brom uscat (în sinteze în care apa este total inacceptabilă), bromul se usucă prin spălare cu acid sulfuric concentrat.
Bromul rezidual din apă poate fi extras cu un solvent organic adecvat (nereactiv cu bromul și nemiscibil cu apa).
Scurgerile apoase care conțin brom dizolvat pot fi neutralizate cu o soluție de tiosulfat de sodiu sau de sulfit de sodiu.
De preferință, bromul trebuie depozitat în fiole sau flacoane sigilate, altfel pot apărea probleme cu vaporii de brom. Depozitarea bromului la domiciliu este puternic descurajată.
BROMIN (Bromum, Br) - element din grupa 17 (VIIa) a sistemului periodic, număr atomic 35, masă atomică relativă 79,904. Bromul natural este format din doi izotopi stabili: 79Br (50,69 at.%) și 81Br (49,31 at.%), în total fiind cunoscuți 28 de izotopi cu numere de masă de la 67 la 94. În compușii chimici, bromul prezintă stări de oxidare de la -1 la +7, în natură se găsește numai în starea de oxidare -1.
Bromul este singurul lichid nemetalic la temperatura camerei. Bromul elementar este un lichid greu, brun-roșcat, urât mirositor (densitate la 20°C - 3,1 g/cm3, punct de fierbere +59,82°C), vaporii de brom au culoarea galben-brun. La temperatura de -7,25°C, bromul se solidifică, transformându-se în cristale aciculare de culoare roșu-maroniu, cu strălucire metalică slabă, care au aspectul cristalului de iod.
Bromul este bine solubil în alcool, eter, hidrocarburi, cloroform și alți solvenți organici. Bromul este mult mai puțin solubil în apă (3,5% la 20°С). Bromul este puțin mai solubil în acizii clorhidric și bromhidrogen, în soluții de KBr.
Soluția apoasă de brom are culoarea galbenă și se numește "apă de brom". Apa de brom are proprietăți oxidante destul de puternice. Interesant este faptul că soluția saturată de brom în apă nu se solidifică nici la minus 20 °C.
În stare solidă, lichidă și gazoasă bromul există sub formă de molecule bicatomice Br2, disocierea vizibilă în atomi începe numai la 800 °C, disocierea are loc sub influența luminii. Bromul elementar este un agent oxidant puternic, reacționează direct cu aproape toate nemetalele (cu excepția gazelor inerte, oxigenului, azotului și carbonului) și cu multe metale, aceste reacții fiind adesea însoțite de inflamare (de exemplu, cu fosfor, antimoniu, staniu).
Toate metodele industriale de obținere a bromului din soluții saline se bazează pe deplasarea sa cu clor din bromuri:
MgBr2 + Cl2 = MgCl2 + Br2.
În laborator, bromul poate fi obținut prin interacțiunea bromurilor cu un oxidant adecvat într-un mediu acid. Cei mai disponibili compuși ai bromului sunt bromurile de potasiu și sodiu. Ca oxidanți pot fi utilizate peroxidul de hidrogen, permanganatul de potasiu, bromatul, bicromatul de potasiu, dioxidul de mangan, hipocloritul, clorul și alte substanțe.
MnO2 + 2H2SO4 + 2NaBr = Br2 + MnSO4 + Na2SO4
Pentru a extrage bromul din amestecul rezultat de bromură de sodiu și bromat de sodiu, acesta este acidificat cu acid sulfuric:5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O
Dizolvăm 66 g de bromură de potasiu în 300 ml de apă și adăugăm 18 ml de acid sulfuric concentrat. Apoi adăugăm treptat 17,5 g de bromat de potasiu în porții mici. Soluția devine galbenă, apoi roșie. După 10 minute, în soluție apar picături de brom în suspensie care se depun la fund. La sfârșitul reacției, stratul de brom poate fi separat cu o pipetă. Randamentul este de aproximativ 16 ml.
KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3H2O + 3K2SO4
Un dezavantaj evident al metodei de mai sus este utilizarea bromatului de potasiu, care nu face parte din substanțele ușor disponibile.
Mai jos este prezentată o altă metodă de producere a bromului, cât mai simplificată posibil.
25 g de bromură de sodiu NaBr (aproximativ 12 ml în volum) au fost turnate în 45 ml de acid sulfuric 80% (bromura nu a fost dizolvată). Lichidul a devenit alb.
(Inițial, urma să adăugăm acid sulfuric concentrat la o soluție de bromură de sodiu de 40-45%, dar am decis să simplificăm procedura cât mai mult posibil).
Apoi s-au adăugat 15 ml de perhidrol (<30% H2O2). Amestecul a fost agitat ușor. Când s-a încălzit vizibil, agitarea a fost oprită pentru a preveni fierberea bromului; amestecul a fost răcit prin coborârea sa în apă rece. Bromul s-a acumulat pe fund, iar cristalele de sare au plutit peste el. După ce s-a dizolvat toată sarea, amestecul a fost lăsat încă 5 minute. Amestecul poate fi apoi răcit la 0-5°C pentru a reduce solubilitatea bromului în apă.
S-au obținut 6 ml de brom (aproximativ 18 g, randament de aproximativ 90%).
2NaBr + H2SO4 + H2O2 → Br2 + Na2SO4 + 2H2O
Bromul poate fi separat într-o pâlnie de separare sau cu o pipetă. În plus, substanța rezultată poate fi uscată cu acid sulfuric concentrat și distilată.
Un borcan de sticlă este suficient pentru reacție, este convenabil să se fixeze o folie de plastic pe acesta cu o bandă de cauciuc și, după ce s-a făcut o gaură, se toarnă perhidrolul și se amestecă cu un băț prin acesta.
Chiar și turnarea peste apa de brom produce uneori un nor maro caustic. Încercați să turnați direct sub stratul de apă.
Bromul este aproape insolubil în apă și este deja destul de uscat imediat după primirea sa.
Observații:
Diferite surse dau valori ușor diferite pentru constantele fizico-chimice ale bromului, ceea ce se pare că se datorează purității diferite a substanței.
Utilizarea clorului și a compușilor săi este nedorită deoarece clorul va contamina produsul.
Se poate utiliza electrolit de baterie, evaporat până la vapori albi.
În cazul în care este necesar brom uscat (în sinteze în care apa este total inacceptabilă), bromul se usucă prin spălare cu acid sulfuric concentrat.
Bromul rezidual din apă poate fi extras cu un solvent organic adecvat (nereactiv cu bromul și nemiscibil cu apa).
Scurgerile apoase care conțin brom dizolvat pot fi neutralizate cu o soluție de tiosulfat de sodiu sau de sulfit de sodiu.
Precauții desiguranță
Vaporii de brom au un miros înțepător, sunt otrăvitori și foarte iritanți pentru tractul respirator. Contactul pielii cu bromul provoacă răni. Bromul trebuie manipulat sub curent de aer, folosind ochelari de protecție și mănuși.De preferință, bromul trebuie depozitat în fiole sau flacoane sigilate, altfel pot apărea probleme cu vaporii de brom. Depozitarea bromului la domiciliu este puternic descurajată.
Attachments
Last edited by a moderator: