Bróm je dôležitý prvok a zúčastňuje sa mnohých syntéz. V niektorých krajinách je predaj brómu kontrolovaný a jeho nákup je problematický a rizikový. V tomto článku sa budeme zaoberať možnosťami získavania elementárneho brómu z jeho zlúčenín.
BRÓM (Bromum, Br) - prvok 17. skupiny (VIIa) periodickej sústavy, atómové číslo 35, relatívna atómová hmotnosť 79,904. Prírodný bróm pozostáva z dvoch stabilných izotopov: 79Br (50,69 at.%) a 81Br (49,31 at.%), celkovo je známych 28 izotopov s hmotnostnými číslami od 67 do 94. V chemických zlúčeninách vykazuje bróm oxidačné stavy od -1 do +7, v prírode sa vyskytuje len v oxidačnom stave -1.
Bróm je jediná nekovová kvapalina pri izbovej teplote. Elementárny bróm je ťažká červenohnedá zapáchajúca kvapalina (hustota pri 20 °C - 3,1 g/cm3, teplota varu +59,82 °C), brómové pary majú žltohnedú farbu. Pri teplote -7,25 °C bróm tuhne a mení sa na červenohnedé ihličkovité kryštály so slabým kovovým leskom, ktoré majú vzhľad kryštálu jódu.
Bróm je dobre rozpustný v alkohole, éteri, uhľovodíkoch, chloroforme a iných organických rozpúšťadlách. Bróm je oveľa menej rozpustný vo vode (3,5 % pri 20 °C). Bróm je o niečo lepšie rozpustný v kyseline chlorovodíkovej a brómovodíkovej, v roztokoch KBr.
Vodný roztok brómu má žltú farbu a nazýva sa "brómová voda". Brómová voda má pomerne silné oxidačné vlastnosti. Je zaujímavé, že nasýtený roztok brómu vo vode netuhne ani pri teplote mínus 20 °C.
V pevnom, kvapalnom a plynnom skupenstve existuje bróm vo forme dvojatómových molekúl Br2, nápadná disociácia na atómy sa začína až pri 800 °C, disociácia prebieha pod vplyvom svetla. Elementárny bróm je silné oxidačné činidlo, priamo reaguje s takmer všetkými nekovmi (okrem inertných plynov, kyslíka, dusíka a uhlíka) a mnohými kovmi, tieto reakcie sú často sprevádzané zápalom (napr. s fosforom, antimónom, cínom).
Všetky priemyselné metódy získavania brómu z roztokov solí sú založené na jeho vytesnení chlórom z bromidov:
V laboratóriu možno bróm získať interakciou bromidov s vhodným oxidantom v kyslom prostredí. Najdostupnejšie zlúčeniny brómu sú bromidy draselné a sodné. Ako oxidanty sa môžu použiť peroxid vodíka, manganistan draselný, bromičnan, bichroman draselný, oxid manganičitý, chlórnan, chlór a iné látky.
V 300 ml vody rozpustíme 66 g bromidu draselného a pridáme 18 ml koncentrovanej kyseliny sírovej. Potom postupne po malých dávkach pridáme 17,5 g bromičnanu draselného. Roztok sa zmení na žltý a potom na červený. Po 10 minútach sa v roztoku objavia suspendované kvapky brómu, ktoré sa usadia na dne. Na konci reakcie možno vrstvu brómu oddeliť pipetou. Výťažok je približne 16 ml.
Zjavnou nevýhodou uvedenej metódy je použitie bromičnanu draselného, ktorý nepatrí medzi ľahko dostupné látky.
Nižšie je uvedený iný spôsob výroby brómu, čo najjednoduchší.
25 g bromidu sodného NaBr (približne 12 ml objemu) sa nalialo do 45 ml 80 % kyseliny sírovej (bromid sa nerozpustil). Kvapalina sa zmenila na bielu.
(Pôvodne sme chceli pridať koncentrovanú kyselinu sírovú do 40-45 % roztoku bromidu sodného, ale rozhodli sme sa čo najviac zjednodušiť postup).
Potom sa pridalo 15 ml perhydrolu (<30 % H2O2). Zmes sa jemne miešala. Po viditeľnom zahriatí sa miešanie zastavilo, aby sa zabránilo varu brómu; zmes sa ochladila spustením do studenej vody. Bróm sa nahromadil na dne a nad ním plávali kryštáliky soli. Keď sa všetka soľ rozpustila, zmes sa ponechala ďalších 5 minút. Potom sa zmes mohla ochladiť na 0-5 °C, aby sa znížila rozpustnosť brómu vo vode.
Získalo sa 6 ml brómu (približne 18 g, výťažok približne 90 %).
Bróm sa môže oddeliť v oddeľovacom lieviku alebo pipetou. Výsledná látka sa môže dodatočne vysušiť koncentrovanou kyselinou sírovou a destilovať.
Na reakciu stačí sklenená nádoba, na ktorú je vhodné upevniť plastovú fóliu gumičkou a po vytvorení otvoru do nej naliať perhydrol a premiešať tyčinkou.
Aj pri prelievaní brómovou vodou sa niekedy vytvorí žieravý hnedý oblak. Snažte sa naliať priamo pod vrstvu vody.
Bróm je vo vode takmer nerozpustný a hneď po prijatí je už celkom suchý.
_____________________________
Komentáre:
Rôzne zdroje uvádzajú mierne odlišné hodnoty fyzikálno-chemických konštánt brómu, čo je zrejme spôsobené rôznou čistotou látky.
Použitie chlóru a jeho zlúčenín je nežiaduce, pretože chlór kontaminuje výrobok.
Môže sa použiť elektrolyt z batérií odparený na bielu paru.
Ak sa vyžaduje presne suchý bróm (pri syntézach, kde je voda úplne neprípustná), bróm sa vysuší premytím koncentrovanou kyselinou sírovou.
Zvyškový bróm z vody sa môže extrahovať vhodným (s brómom nereaktívnym a s vodou nemiešateľným) organickým rozpúšťadlom.
Vodné odtoky obsahujúce rozpustený bróm sa môžu neutralizovať roztokom tiosíranu sodného alebo siričitanu sodného.
Bróm by sa mal prednostne skladovať v uzavretých fľaštičkách alebo bankách, inak môžu nastať problémy s brómovými parami. Skladovanie brómu doma sa dôrazne neodporúča.
BRÓM (Bromum, Br) - prvok 17. skupiny (VIIa) periodickej sústavy, atómové číslo 35, relatívna atómová hmotnosť 79,904. Prírodný bróm pozostáva z dvoch stabilných izotopov: 79Br (50,69 at.%) a 81Br (49,31 at.%), celkovo je známych 28 izotopov s hmotnostnými číslami od 67 do 94. V chemických zlúčeninách vykazuje bróm oxidačné stavy od -1 do +7, v prírode sa vyskytuje len v oxidačnom stave -1.
Bróm je jediná nekovová kvapalina pri izbovej teplote. Elementárny bróm je ťažká červenohnedá zapáchajúca kvapalina (hustota pri 20 °C - 3,1 g/cm3, teplota varu +59,82 °C), brómové pary majú žltohnedú farbu. Pri teplote -7,25 °C bróm tuhne a mení sa na červenohnedé ihličkovité kryštály so slabým kovovým leskom, ktoré majú vzhľad kryštálu jódu.
Bróm je dobre rozpustný v alkohole, éteri, uhľovodíkoch, chloroforme a iných organických rozpúšťadlách. Bróm je oveľa menej rozpustný vo vode (3,5 % pri 20 °C). Bróm je o niečo lepšie rozpustný v kyseline chlorovodíkovej a brómovodíkovej, v roztokoch KBr.
Vodný roztok brómu má žltú farbu a nazýva sa "brómová voda". Brómová voda má pomerne silné oxidačné vlastnosti. Je zaujímavé, že nasýtený roztok brómu vo vode netuhne ani pri teplote mínus 20 °C.
V pevnom, kvapalnom a plynnom skupenstve existuje bróm vo forme dvojatómových molekúl Br2, nápadná disociácia na atómy sa začína až pri 800 °C, disociácia prebieha pod vplyvom svetla. Elementárny bróm je silné oxidačné činidlo, priamo reaguje s takmer všetkými nekovmi (okrem inertných plynov, kyslíka, dusíka a uhlíka) a mnohými kovmi, tieto reakcie sú často sprevádzané zápalom (napr. s fosforom, antimónom, cínom).
Všetky priemyselné metódy získavania brómu z roztokov solí sú založené na jeho vytesnení chlórom z bromidov:
MgBr2 + Cl2 = MgCl2 + Br2.
V laboratóriu možno bróm získať interakciou bromidov s vhodným oxidantom v kyslom prostredí. Najdostupnejšie zlúčeniny brómu sú bromidy draselné a sodné. Ako oxidanty sa môžu použiť peroxid vodíka, manganistan draselný, bromičnan, bichroman draselný, oxid manganičitý, chlórnan, chlór a iné látky.
MnO2 + 2H2SO4 + 2NaBr = Br2 + MnSO4 + Na2SO4
Na extrakciu brómu zo vzniknutej zmesi bromidu sodného a bromičnanu sodného sa táto zmes okyslí kyselinou sírovou:5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O
V 300 ml vody rozpustíme 66 g bromidu draselného a pridáme 18 ml koncentrovanej kyseliny sírovej. Potom postupne po malých dávkach pridáme 17,5 g bromičnanu draselného. Roztok sa zmení na žltý a potom na červený. Po 10 minútach sa v roztoku objavia suspendované kvapky brómu, ktoré sa usadia na dne. Na konci reakcie možno vrstvu brómu oddeliť pipetou. Výťažok je približne 16 ml.
KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3H2O + 3K2SO4
Zjavnou nevýhodou uvedenej metódy je použitie bromičnanu draselného, ktorý nepatrí medzi ľahko dostupné látky.
Nižšie je uvedený iný spôsob výroby brómu, čo najjednoduchší.
25 g bromidu sodného NaBr (približne 12 ml objemu) sa nalialo do 45 ml 80 % kyseliny sírovej (bromid sa nerozpustil). Kvapalina sa zmenila na bielu.
(Pôvodne sme chceli pridať koncentrovanú kyselinu sírovú do 40-45 % roztoku bromidu sodného, ale rozhodli sme sa čo najviac zjednodušiť postup).
Potom sa pridalo 15 ml perhydrolu (<30 % H2O2). Zmes sa jemne miešala. Po viditeľnom zahriatí sa miešanie zastavilo, aby sa zabránilo varu brómu; zmes sa ochladila spustením do studenej vody. Bróm sa nahromadil na dne a nad ním plávali kryštáliky soli. Keď sa všetka soľ rozpustila, zmes sa ponechala ďalších 5 minút. Potom sa zmes mohla ochladiť na 0-5 °C, aby sa znížila rozpustnosť brómu vo vode.
Získalo sa 6 ml brómu (približne 18 g, výťažok približne 90 %).
2NaBr + H2SO4 + H2O2 → Br2 + Na2SO4 + 2H2O
Bróm sa môže oddeliť v oddeľovacom lieviku alebo pipetou. Výsledná látka sa môže dodatočne vysušiť koncentrovanou kyselinou sírovou a destilovať.
Na reakciu stačí sklenená nádoba, na ktorú je vhodné upevniť plastovú fóliu gumičkou a po vytvorení otvoru do nej naliať perhydrol a premiešať tyčinkou.
Aj pri prelievaní brómovou vodou sa niekedy vytvorí žieravý hnedý oblak. Snažte sa naliať priamo pod vrstvu vody.
Bróm je vo vode takmer nerozpustný a hneď po prijatí je už celkom suchý.
Komentáre:
Rôzne zdroje uvádzajú mierne odlišné hodnoty fyzikálno-chemických konštánt brómu, čo je zrejme spôsobené rôznou čistotou látky.
Použitie chlóru a jeho zlúčenín je nežiaduce, pretože chlór kontaminuje výrobok.
Môže sa použiť elektrolyt z batérií odparený na bielu paru.
Ak sa vyžaduje presne suchý bróm (pri syntézach, kde je voda úplne neprípustná), bróm sa vysuší premytím koncentrovanou kyselinou sírovou.
Zvyškový bróm z vody sa môže extrahovať vhodným (s brómom nereaktívnym a s vodou nemiešateľným) organickým rozpúšťadlom.
Vodné odtoky obsahujúce rozpustený bróm sa môžu neutralizovať roztokom tiosíranu sodného alebo siričitanu sodného.
Bezpečnostné opatrenia
Pary brómu majú štipľavý zápach, sú jedovaté a veľmi dráždia dýchacie cesty. Kontakt brómu s pokožkou spôsobuje vredy. S brómom by sa malo manipulovať za prievanu, s použitím ochranných okuliarov a rukavíc.Bróm by sa mal prednostne skladovať v uzavretých fľaštičkách alebo bankách, inak môžu nastať problémy s brómovými parami. Skladovanie brómu doma sa dôrazne neodporúča.
Attachments
Last edited by a moderator: