Brom je pomemben element in je vključen v številne sinteze. V nekaterih državah je prodaja broma nadzorovana, zato je njegov nakup problematičen in tvegan. V tem članku si bomo ogledali možnosti za pridobivanje elementarnega broma iz njegovih spojin.
BROMIN (Bromum, Br) - element 17. skupine (VIIa) periodnega sistema, atomsko število 35, relativna atomska masa 79,904. Naravni brom sestavljata dva stabilna izotopa: 79Br (50,69 at.%) in 81Br (49,31 at.%), skupaj je znanih 28 izotopov z masnimi števili od 67 do 94. V kemijskih spojinah ima brom oksidacijska stanja od -1 do +7, v naravi pa ga najdemo le v oksidacijskem stanju -1.
Brom je edina nekovinska tekočina pri sobni temperaturi. Elementarni brom je težka rdečkasto rjava smrdljiva tekočina (gostota pri 20 °C - 3,1 g/cm3, vrelišče +59,82 °C), bromovi hlapi so rumenorjave barve. Pri temperaturi -7,25 °C se brom strdi in se spremeni v rdeče-rjave igličaste kristale s šibkim kovinskim sijajem, ki imajo videz kristalnega joda.
Brom je dobro topen v alkoholu, etru, ogljikovodikih, kloroformu in drugih organskih topilih. Brom je veliko manj topen v vodi (3,5 % pri 20 °C). Brom je nekoliko bolje topen v klorovodikovi in bromovodikovi kislini ter v raztopinah KBr.
Vodna raztopina broma je rumene barve in jo imenujemo "bromova voda". Bromova voda ima precej močne oksidacijske lastnosti. Zanimivo je, da se nasičena raztopina broma v vodi ne strdi niti pri temperaturi minus 20 °C.
V trdnem, tekočem in plinastem stanju brom obstaja v obliki dvokatomnih molekul Br2, opazna disociacija v atome se začne šele pri 800 °C, disociacija poteka pod vplivom svetlobe. Elementarni brom je močan oksidant, neposredno reagira s skoraj vsemi nekovinami (razen z inertnimi plini, kisikom, dušikom in ogljikom) in številnimi kovinami, te reakcije pogosto spremlja vnetje (npr. s fosforjem, antimonom, kositrom).
Vse industrijske metode pridobivanja broma iz raztopin soli temeljijo na njegovem izpodrivanju s klorom iz bromidov:
V laboratoriju lahko brom dobimo z interakcijo bromidov z ustreznim oksidantom v kislem mediju. Najbolj dostopne bromove spojine so kalijevi in natrijevi bromidi. Kot oksidante lahko uporabimo vodikov peroksid, kalijev permanganat, bromat, kalijev bikromat, manganov dioksid, hipoklorit, klor in druge snovi.
V 300 ml vode raztopimo 66 g kalijevega bromida in dodamo 18 ml koncentrirane žveplove kisline. Nato v majhnih obrokih postopoma dodajamo 17,5 g kalijevega bromata. Raztopina postane rumena, nato pa rdeča. Po 10 minutah se v raztopini pojavijo suspendirane kapljice broma, ki se usedejo na dno. Na koncu reakcije lahko plast broma ločimo s pipeto. Izplen je približno 16 ml.
Očitna pomanjkljivost zgornje metode je uporaba kalijevega bromata, ki ne spada med lahko dostopne snovi.
Spodaj je navedena druga, čim bolj poenostavljena metoda pridobivanja broma.
25 g natrijevega bromida NaBr (približno 12 ml prostornine) smo vlili v 45 ml 80-odstotne žveplove kisline (bromid se ni raztopil). Tekočina je postala bela.
(Prvotno smo nameravali dodati koncentrirano žveplovo kislino 40-45 % raztopini natrijevega bromida, vendar smo se odločili, da postopek čim bolj poenostavimo).
Nato smo dodali 15 ml perhidrola (<30 % H2O2). Mešanico smo nežno mešali. Ko se je zmes vidno segrela, smo mešanje ustavili, da bi preprečili vrenje broma; zmes smo ohladili tako, da smo jo spustili v hladno vodo. Brom se je nabral na dnu, nad njim pa so plavali kristali soli. Ko se je vsa sol raztopila, smo mešanico pustili stati še 5 minut. Mešanico lahko nato ohladimo na 0-5 °C, da se zmanjša topnost broma v vodi.
Pridobili smo 6 ml broma (približno 18 g, izkoristek približno 90 %).
Brom lahko ločimo v ločilnem lijaku ali s pipeto. Nastalo snov lahko dodatno posušimo s koncentrirano žveplovo kislino in destiliramo.
Za reakcijo zadostuje steklen kozarec, na katerega je primerno z gumico pritrditi plastično folijo in vanj, potem ko naredimo luknjo, vlijemo perhidrol ter mešamo s paličico skozi njo.
Tudi pri zalivanju z bromovo vodo včasih nastane žgoč rjav oblak. Poskusite vlivati neposredno pod plast vode.
Brom je skoraj netopen v vodi in je takoj po prejemu že precej suh.
_____________________________
Komentarji:
Različni viri navajajo nekoliko drugačne vrednosti fizikalno-kemijskih konstant broma, kar je očitno posledica različne čistosti snovi.
Uporaba klora in njegovih spojin je nezaželena, ker klor onesnaži izdelek.
Uporabi se lahko elektrolit iz baterij, izparjen do bele pare.
Če je potreben popolnoma suh brom (pri sintezah, pri katerih je voda popolnoma nesprejemljiva), se brom posuši s spiranjem s koncentrirano žveplovo kislino.
Preostali brom iz vode se lahko ekstrahira z ustreznim (z bromom nereaktivnim in z vodo nemešanim) organskim topilom.
Vodne odtoke, ki vsebujejo raztopljeni brom, lahko nevtraliziramo z raztopino natrijevega tiosulfata ali natrijevega sulfita.
Brom je treba po možnosti shranjevati v zaprtih stekleničkah ali bučkah, sicer lahko pride do težav z bromovimi hlapi. Shranjevanje broma doma se močno odsvetuje.
BROMIN (Bromum, Br) - element 17. skupine (VIIa) periodnega sistema, atomsko število 35, relativna atomska masa 79,904. Naravni brom sestavljata dva stabilna izotopa: 79Br (50,69 at.%) in 81Br (49,31 at.%), skupaj je znanih 28 izotopov z masnimi števili od 67 do 94. V kemijskih spojinah ima brom oksidacijska stanja od -1 do +7, v naravi pa ga najdemo le v oksidacijskem stanju -1.
Brom je edina nekovinska tekočina pri sobni temperaturi. Elementarni brom je težka rdečkasto rjava smrdljiva tekočina (gostota pri 20 °C - 3,1 g/cm3, vrelišče +59,82 °C), bromovi hlapi so rumenorjave barve. Pri temperaturi -7,25 °C se brom strdi in se spremeni v rdeče-rjave igličaste kristale s šibkim kovinskim sijajem, ki imajo videz kristalnega joda.
Brom je dobro topen v alkoholu, etru, ogljikovodikih, kloroformu in drugih organskih topilih. Brom je veliko manj topen v vodi (3,5 % pri 20 °C). Brom je nekoliko bolje topen v klorovodikovi in bromovodikovi kislini ter v raztopinah KBr.
Vodna raztopina broma je rumene barve in jo imenujemo "bromova voda". Bromova voda ima precej močne oksidacijske lastnosti. Zanimivo je, da se nasičena raztopina broma v vodi ne strdi niti pri temperaturi minus 20 °C.
V trdnem, tekočem in plinastem stanju brom obstaja v obliki dvokatomnih molekul Br2, opazna disociacija v atome se začne šele pri 800 °C, disociacija poteka pod vplivom svetlobe. Elementarni brom je močan oksidant, neposredno reagira s skoraj vsemi nekovinami (razen z inertnimi plini, kisikom, dušikom in ogljikom) in številnimi kovinami, te reakcije pogosto spremlja vnetje (npr. s fosforjem, antimonom, kositrom).
Vse industrijske metode pridobivanja broma iz raztopin soli temeljijo na njegovem izpodrivanju s klorom iz bromidov:
MgBr2 + Cl2 = MgCl2 + Br2.
V laboratoriju lahko brom dobimo z interakcijo bromidov z ustreznim oksidantom v kislem mediju. Najbolj dostopne bromove spojine so kalijevi in natrijevi bromidi. Kot oksidante lahko uporabimo vodikov peroksid, kalijev permanganat, bromat, kalijev bikromat, manganov dioksid, hipoklorit, klor in druge snovi.
MnO2 + 2H2SO4 + 2NaBr = Br2 + MnSO4 + Na2SO4
Da bi iz dobljene mešanice natrijevega bromida in natrijevega bromata pridobili brom, jo zakisamo z žveplovo kislino:5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O
V 300 ml vode raztopimo 66 g kalijevega bromida in dodamo 18 ml koncentrirane žveplove kisline. Nato v majhnih obrokih postopoma dodajamo 17,5 g kalijevega bromata. Raztopina postane rumena, nato pa rdeča. Po 10 minutah se v raztopini pojavijo suspendirane kapljice broma, ki se usedejo na dno. Na koncu reakcije lahko plast broma ločimo s pipeto. Izplen je približno 16 ml.
KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3H2O + 3K2SO4
Očitna pomanjkljivost zgornje metode je uporaba kalijevega bromata, ki ne spada med lahko dostopne snovi.
Spodaj je navedena druga, čim bolj poenostavljena metoda pridobivanja broma.
25 g natrijevega bromida NaBr (približno 12 ml prostornine) smo vlili v 45 ml 80-odstotne žveplove kisline (bromid se ni raztopil). Tekočina je postala bela.
(Prvotno smo nameravali dodati koncentrirano žveplovo kislino 40-45 % raztopini natrijevega bromida, vendar smo se odločili, da postopek čim bolj poenostavimo).
Nato smo dodali 15 ml perhidrola (<30 % H2O2). Mešanico smo nežno mešali. Ko se je zmes vidno segrela, smo mešanje ustavili, da bi preprečili vrenje broma; zmes smo ohladili tako, da smo jo spustili v hladno vodo. Brom se je nabral na dnu, nad njim pa so plavali kristali soli. Ko se je vsa sol raztopila, smo mešanico pustili stati še 5 minut. Mešanico lahko nato ohladimo na 0-5 °C, da se zmanjša topnost broma v vodi.
Pridobili smo 6 ml broma (približno 18 g, izkoristek približno 90 %).
2NaBr + H2SO4 + H2O2 → Br2 + Na2SO4 + 2H2O
Brom lahko ločimo v ločilnem lijaku ali s pipeto. Nastalo snov lahko dodatno posušimo s koncentrirano žveplovo kislino in destiliramo.
Za reakcijo zadostuje steklen kozarec, na katerega je primerno z gumico pritrditi plastično folijo in vanj, potem ko naredimo luknjo, vlijemo perhidrol ter mešamo s paličico skozi njo.
Tudi pri zalivanju z bromovo vodo včasih nastane žgoč rjav oblak. Poskusite vlivati neposredno pod plast vode.
Brom je skoraj netopen v vodi in je takoj po prejemu že precej suh.
Komentarji:
Različni viri navajajo nekoliko drugačne vrednosti fizikalno-kemijskih konstant broma, kar je očitno posledica različne čistosti snovi.
Uporaba klora in njegovih spojin je nezaželena, ker klor onesnaži izdelek.
Uporabi se lahko elektrolit iz baterij, izparjen do bele pare.
Če je potreben popolnoma suh brom (pri sintezah, pri katerih je voda popolnoma nesprejemljiva), se brom posuši s spiranjem s koncentrirano žveplovo kislino.
Preostali brom iz vode se lahko ekstrahira z ustreznim (z bromom nereaktivnim in z vodo nemešanim) organskim topilom.
Vodne odtoke, ki vsebujejo raztopljeni brom, lahko nevtraliziramo z raztopino natrijevega tiosulfata ali natrijevega sulfita.
Varnostniukrepi
Hlapi broma imajo oster vonj, so strupeni in močno dražijo dihalne poti. Stik kože z bromom povzroča rane. Z bromom je treba ravnati pod prepihom, z zaščitnimi očali in rokavicami.Brom je treba po možnosti shranjevati v zaprtih stekleničkah ali bučkah, sicer lahko pride do težav z bromovimi hlapi. Shranjevanje broma doma se močno odsvetuje.
Attachments
Last edited by a moderator: