Mereka yang membentuk garam, bahagian 4 Bromin

Unsur lain daripada keluarga halogen ialah bromin. Ia menduduki tempat di antara klorin dan iodin (bersama-sama membentuk subfamili halogen), dan sifatnya adalah purata berbanding dengan jirannya di bahagian atas dan bawah kumpulan. Walau bagaimanapun, sesiapa yang menganggap bahawa ini adalah unsur yang tidak menarik akan tersilap.

Sebagai contoh, bromin adalah satu-satunya cecair di kalangan bukan logam, dan warnanya juga kekal unik dalam dunia unsur. Perkara utama, bagaimanapun, ialah eksperimen yang menarik boleh dijalankan dengannya di rumah.

- Ada yang berbau busuk di sini! -

...... seru ahli kimia Perancis itu Joseph Gay-Lussacapabila pada musim panas 1826, bagi pihak Akademi Perancis, dia menyemak laporan mengenai penemuan unsur baru. Pengarangnya tidak diketahui secara meluas Kanak-kanak Antoine. Setahun sebelum itu, apotek berusia 23 tahun ini telah meneroka kemungkinan membuat iodin daripada larutan membancuh sisa daripada penghabluran garam batu daripada air laut (kaedah yang digunakan untuk membuat garam dalam iklim panas seperti pantai Mediterranean Perancis). Klorin menggelegak melalui larutan, menyesarkan iodin daripada garamnya. Dia menerima unsur itu, tetapi melihat sesuatu yang lain - filem cecair kekuningan dengan bau yang kuat. Dia memisahkannya dan kemudian menggabungkannya. Sisa itu ternyata cecair coklat gelap, tidak seperti bahan yang diketahui. Keputusan ujian Balar menunjukkan bahawa ini adalah elemen baru. Oleh itu, dia menghantar laporan kepada Akademi Perancis dan menunggu keputusannya. Selepas penemuan Balar disahkan, nama telah dicadangkan untuk elemen tersebut. bromin, berasal dari bahasa Yunani bromos, i.e. bau busuk, kerana bau bromin tidak menyenangkan (1).

Amaran! Bau busuk bukan satu-satunya kelemahan bromin. Unsur ini sama berbahayanya dengan halogen yang lebih tinggi, dan, sekali pada kulit, meninggalkan luka yang sukar untuk sembuh. Oleh itu, anda tidak boleh mendapatkan bromin dalam bentuk tulennya dan elakkan daripada menghidu bau larutannya.

unsur air laut

Air laut mengandungi hampir semua bromin yang terdapat di dunia. Pendedahan kepada klorin menyebabkan pembebasan bromin, yang meruap dengan udara yang digunakan untuk meniup air. Dalam penerima, bromin dipekatkan dan kemudian disucikan dengan penyulingan. Oleh kerana persaingan yang lebih murah dan kurang kereaktifan, bromin hanya digunakan apabila diperlukan. Banyak kegunaan telah hilang, seperti bromida perak dalam fotografi, bahan tambahan petrol berplumbum, dan agen pemadam api halon. Bromin adalah juzuk bateri bromin-zink, dan sebatiannya digunakan sebagai ubat, pewarna, bahan tambahan untuk mengurangkan kemudahbakaran plastik, dan produk perlindungan tumbuhan.

Secara kimia, bromin tidak berbeza daripada halogen lain: ia membentuk asid hidrobromik kuat HBr, garam dengan anion bromin dan beberapa asid oksigen dan garamnya.

Penganalisis bromin

Ciri tindak balas anion bromida adalah serupa dengan eksperimen yang dijalankan untuk klorida. Selepas menambah larutan perak nitrat AgNO₃ mendakan AgBr yang kurang larut, menjadi gelap dalam cahaya akibat penguraian fotokimia. Mendakan mempunyai warna kekuningan (berbeza dengan AgCl putih dan AgI kuning) dan sukar larut apabila larutan NH ammonia ditambahkan._3aq (yang membezakannya daripada AgCl, yang sangat larut dalam keadaan ini) (2). 

2. Perbandingan warna halida perak - di bawah anda boleh melihat pereputannya selepas terdedah kepada cahaya.

Cara paling mudah untuk mengesan bromida ialah mengoksidakannya dan menentukan kehadiran bromin bebas. Untuk ujian yang anda perlukan: kalium bromida KBr, kalium permanganat KMnO₄, larutan asid sulfurik (VI) H₂SO₄ dan pelarut organik (cth, penipisan cat). Tuangkan sedikit larutan KBr dan KMnO ke dalam tabung uji.₄dan kemudian beberapa titis asid. Kandungan serta-merta menjadi kekuningan (asalnya ia berwarna ungu daripada kalium permanganat tambahan):

2KMno₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 ribu₂SO₄ +5Br₂ + 8H₂Perihal Tambah hidangan

3. Bromin yang diekstrak daripada lapisan akueus (bawah) mewarnakan lapisan pelarut organik merah-coklat (atas).

pelarut dan goncangkan vial untuk mencampurkan kandungannya. Selepas mengelupas, anda akan melihat bahawa lapisan organik telah mengambil warna merah keperangan. Bromin larut lebih baik dalam cecair bukan kutub dan pergi dari air ke pelarut. Fenomena yang diperhatikan pengekstrakan (3). 

Air bromin di rumah

air bromin ialah larutan akueus yang diperoleh secara industri dengan melarutkan bromin dalam air (kira-kira 3,6 g bromin setiap 100 g air). Ia adalah reagen yang digunakan sebagai agen pengoksidaan ringan dan untuk mengesan sifat tak tepu sebatian organik. Walau bagaimanapun, bromin bebas adalah bahan berbahaya, dan selain itu, air bromin tidak stabil (bromin menyejat daripada larutan dan bertindak balas dengan air). Oleh itu, sebaiknya dapatkan sedikit penyelesaian dan segera gunakannya untuk percubaan.

Anda telah mempelajari kaedah pertama untuk mengesan bromida: pengoksidaan yang membawa kepada pembentukan bromin bebas. Kali ini, tambahkan beberapa titik H ke dalam larutan kalium bromida KBr di dalam kelalang.₂SO₄ dan sebahagian daripada hidrogen peroksida (3% H₂O₂ digunakan sebagai pembasmi kuman). Selepas beberapa ketika, campuran menjadi kekuningan:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ → K₂SO₄ + Br₂ + 2H₂O

Air bromin yang diperolehi adalah tercemar, tetapi X adalah satu-satunya kebimbangan.₂O₂. Oleh itu, ia mesti dikeluarkan dengan mangan dioksida MnO.₂yang akan mengurai lebihan hidrogen peroksida. Cara paling mudah untuk mendapatkan kompaun adalah daripada sel pakai buang (ditetapkan sebagai R03, R06), di mana ia adalah dalam bentuk jisim gelap yang mengisi cawan zink. Letakkan secubit jisim dalam kelalang, dan selepas tindak balas, tuangkan supernatan, dan reagen sedia.

Kaedah lain ialah elektrolisis larutan akueus KBr. Untuk mendapatkan larutan bromin yang agak tulen, adalah perlu untuk membina elektrolisis diafragma, i.e. hanya bahagikan bikar dengan sekeping kadbod yang sesuai (dengan cara ini anda akan mengurangkan pencampuran produk tindak balas pada elektrod). Kayu grafit yang diambil daripada sel pakai buang 3 yang dinyatakan di atas akan digunakan sebagai elektrod positif, dan paku biasa sebagai elektrod negatif. Sumber kuasa ialah bateri sel syiling 4,5 V. Tuangkan larutan KBr ke dalam bikar, masukkan elektrod dengan wayar yang dipasang dan sambungkan bateri ke wayar. Berhampiran elektrod positif, larutan akan bertukar menjadi kuning (ini adalah air bromin anda), dan gelembung hidrogen akan terbentuk pada elektrod negatif (4). Terdapat bau bromin yang kuat di atas kaca. Lukiskan larutan dengan picagari atau pipet.

4. Sel diafragma buatan sendiri di sebelah kiri dan sel yang sama dalam penghasilan air bromin (kanan). Reagen terkumpul di sekeliling elektrod positif; buih hidrogen kelihatan pada elektrod negatif.

Anda boleh menyimpan air bromin untuk masa yang singkat dalam bekas tertutup rapat, terlindung daripada cahaya dan di tempat yang sejuk, tetapi lebih baik mencubanya dengan segera. Jika anda membuat kertas kanji iodin mengikut resipi dari bahagian kedua kitaran, letakkan setitik air bromin di atas kertas. Tompok gelap akan segera muncul, menandakan pembentukan iodin bebas:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

Sama seperti bromin diperoleh daripada air laut dengan menyesarkannya daripada bromida dengan agen pengoksida yang lebih kuat (), begitu juga bromin menyesarkan iodin yang lebih lemah daripada iodida (sudah tentu, klorin juga akan menggantikan iodin).

Jika anda tidak mempunyai kertas kanji iodin, tuangkan larutan kalium iodida ke dalam tabung uji dan tambah beberapa titik air bromin. Penyelesaian menjadi gelap, dan apabila penunjuk kanji (penggantungan tepung kentang dalam air) ditambah, ia menjadi biru tua - hasilnya menunjukkan penampilan iodin bebas (5). 

5. Pengesanan bromin. Di atas - kertas kanji iodin, di bawah - larutan kalium iodida dengan penunjuk kanji (di sebelah kiri - reagen untuk tindak balas, di sebelah kanan - hasil pencampuran penyelesaian).

Dua eksperimen dapur.

Daripada banyak eksperimen dengan air bromin, saya mencadangkan dua yang anda perlukan reagen dari dapur. Pada mulanya, keluarkan sebotol minyak biji lobak,

7. Tindak balas air bromin dengan minyak sayuran. Lapisan atas minyak kelihatan (kiri) dan lapisan bawah air diwarnai dengan bromin sebelum tindak balas (kiri). Selepas tindak balas (kanan), lapisan akueus menjadi berubah warna.

bunga matahari atau minyak zaitun. Tuangkan sedikit minyak sayuran ke dalam tabung uji dengan air bromin dan goncangkan kandungannya supaya reagen bercampur dengan baik. Apabila emulsi labil rosak, minyak akan berada di bahagian atas (kurang tumpat daripada air) dan air bromin di bahagian bawah. Walau bagaimanapun, lapisan air telah kehilangan warna kekuningan. Kesan ini "melarang" larutan akueus dan menggunakannya untuk bertindak balas dengan komponen minyak (6). 

Minyak sayuran mengandungi cukup banyak asid lemak tak tepu (bergabung dengan gliserin untuk membentuk lemak). Atom bromin dilekatkan pada ikatan berganda dalam molekul asid ini, membentuk derivatif bromin yang sepadan. Perubahan dalam warna air bromin adalah petunjuk bahawa sebatian organik tak tepu terdapat dalam sampel ujian, i.e. sebatian yang mempunyai ikatan rangkap dua atau tiga kali ganda antara atom karbon (7). 

Untuk eksperimen dapur kedua, sediakan baking soda, iaitu natrium bikarbonat, NaHCO.₃, dan dua gula - glukosa dan fruktosa. Anda boleh membeli soda dan glukosa di kedai runcit, dan fruktosa di kios diabetes atau kedai makanan kesihatan. Glukosa dan fruktosa membentuk sukrosa, yang merupakan gula biasa. Di samping itu, mereka sangat serupa dalam sifat dan mempunyai jumlah formula yang sama, dan jika ini tidak mencukupi, mereka mudah masuk ke dalam satu sama lain. Benar, terdapat perbezaan di antara mereka: fruktosa lebih manis daripada glukosa, dan dalam larutan ia mengubah satah cahaya ke arah lain. Walau bagaimanapun, untuk pengecaman, anda akan menggunakan perbezaan dalam struktur kimia: glukosa ialah aldehid, dan fruktosa ialah keton.

7. Tindak balas penambahan bromin kepada pengikatan

Anda mungkin ingat bahawa gula penurun dikenal pasti menggunakan ujian Trommer dan Tollens. Pandangan luar deposit bata Cu₂O (dalam percubaan pertama) atau cermin perak (pada yang kedua) menunjukkan kehadiran sebatian pengurangan, seperti aldehid.

Walau bagaimanapun, percubaan ini tidak membezakan antara glukosa aldehid dan fruktosa keton, kerana fruktosa akan dengan cepat mengubah strukturnya dalam medium tindak balas, bertukar menjadi glukosa. Reagen yang lebih nipis diperlukan.

Halogen sebagai 

Terdapat sekumpulan sebatian kimia yang serupa sifatnya dengan sebatian yang serupa. Mereka membentuk asid formula am HX dan garam dengan anion X- mononegatif, dan asid ini tidak terbentuk daripada oksida. Contoh pseudohalogens tersebut ialah asid hidrosianik beracun HCN dan HSCN tiosianat yang tidak berbahaya. Sebahagian daripada mereka juga membentuk molekul diatomik, seperti sianogen (CN).₂.

Di sinilah air bromin berperanan. Buat penyelesaian: glukosa dengan penambahan NaHCO₃ dan fruktosa, juga dengan penambahan baking soda. Tuangkan larutan glukosa yang disediakan ke dalam satu tabung uji dengan air bromin, dan larutan fruktosa ke dalam satu lagi, juga dengan air bromin. Perbezaannya jelas kelihatan: air bromin dinyahwarna di bawah tindakan larutan glukosa, dan fruktosa tidak menyebabkan sebarang perubahan. Kedua-dua gula itu hanya boleh dibezakan dalam persekitaran yang sedikit beralkali (disediakan dengan natrium bikarbonat) dan dengan agen pengoksidaan ringan, iaitu air bromin. Penggunaan larutan beralkali kuat (diperlukan untuk ujian Trommer dan Tollens) menyebabkan penukaran pantas satu gula kepada gula lain dan perubahan warna air bromin juga oleh fruktosa. Jika anda ingin tahu, ulangi ujian menggunakan natrium hidroksida dan bukannya baking soda.