Тұздар түзетіндер, 4-бөлім Бром

Галогендік отбасының тағы бір элементі - бром. Ол хлор мен йодтың арасында орын алады (бірге галоген субфамилиясын құрайды) және оның қасиеттері топтың жоғарғы және төменгі жағындағы көршілерімен салыстырғанда орташа. Дегенмен, бұл қызық емес элемент деп ойлайтын кез келген адам қателеседі.

Мысалы, бром бейметалдар арасындағы жалғыз сұйықтық, оның түсі де элементтер әлемінде бірегей болып қалады. Ең бастысы, онымен үйде қызықты эксперименттер жүргізуге болады.

- Бұл жерде бір нәрсенің иісі бар! -

...... деп айқайлады француз химигі Джозеф Гей-Люссак1826 жылдың жазында француз академиясының атынан жаңа элементтің ашылуы туралы есепті тексерген кезде. Оның авторы көпшілікке белгісіз болды Антуан Балар. Бір жыл бұрын бұл 23 жастағы дәріханашы теңіз суынан тас тұзының кристалдануынан қалған сыра қайнату ерітінділерінен йод алу мүмкіндігін зерттеген болатын (Франция Жерорта теңізінің жағалауы сияқты жылы климатта тұз жасау үшін қолданылатын әдіс). Ерітінді арқылы хлор көпіршігі ағып, оның тұзынан йодты ығыстырды. Ол элементті алды, бірақ тағы бір нәрсені байқады - қатты иісі бар сарғыш сұйықтықтың қабығы. Ол оны бөліп, содан кейін біріктірді. Қалдық кез келген белгілі затқа ұқсамайтын қара қоңыр түсті сұйықтық болып шықты. Балардың сынақ нәтижелері бұл жаңа элемент екенін көрсетті. Сондықтан ол Француз академиясына есеп жіберіп, оның үкімін күтті. Балардың ашқан жаңалығы расталғаннан кейін элементке атау ұсынылды. бром, грек бромосынан шыққан, яғни. сасық, өйткені бромның иісі жағымсыз (1).

Ескерту! Жағымсыз иіс бромның жалғыз кемшілігі емес. Бұл элемент жоғары галогендер сияқты зиянды және теріге түскенде жазылуы қиын жаралар қалдырады. Сондықтан, ешбір жағдайда бромды таза түрінде алуға және оның ерітіндісінің иісін жұтуға жол бермеу керек.

теңіз суының элементі

Теңіз суында жер бетінде кездесетін бромның барлығы дерлік бар. Хлордың әсері суды үрлеуге арналған ауамен бірге ұшатын бромның бөлінуін тудырады. Қабылдағышта бром конденсацияланады, содан кейін дистилляция арқылы тазартылады. Арзан бәсекелестікке және аз реактивтілікке байланысты бром қажет болған жағдайда ғана қолданылады. Фотосуреттегі күміс бромиді, қорғасынды бензин қоспалары және галонды өрт сөндіргіштер сияқты көптеген қолданулар жойылды. Бром бром-мырыш батареяларының құрамдас бөлігі болып табылады және оның қосылыстары дәрілік заттар, бояғыштар, пластмассалардың тұтанғыштығын азайту үшін қоспалар және өсімдіктерді қорғау құралдары ретінде қолданылады.

Химиялық құрамы жағынан бромның басқа галогендерден айырмашылығы жоқ: күшті гидробром қышқылы HBr, бром анионымен және кейбір оттегі қышқылдары мен олардың тұздарымен тұздар түзеді.

Бром талдаушысы

Бромид анионына тән реакциялар хлоридтерге жүргізілген тәжірибелерге ұқсас. AgNO күміс нитраты ерітіндісін қосқаннан кейін₃ нашар еритін AgBr тұнбасы, фотохимиялық ыдырау салдарынан жарықта қараңғыланады. Тұнба сарғыш түсті (ақ AgCl және сары AgI-ден айырмашылығы) және NH аммиак ерітіндісін қосқанда нашар ериді._3ақ (бұл оны осы жағдайларда жақсы еритін AgCl-ден ерекшелендіреді) (2). 

2. Күміс галогенидтерінің түстерін салыстыру – төменде олардың жарық әсерінен кейін ыдырауын көруге болады.

Бромидтерді анықтаудың ең оңай жолы - оларды тотықтырып, бос бромның бар-жоғын анықтау. Сынақ үшін сізге қажет: калий бромиді KBr, калий перманганаты KMnO₄, күкірт қышқылы ерітіндісі (VI) H₂SO₄ және органикалық еріткіш (мысалы, бояу сұйылтқыш). Пробиркаға KBr және KMnO ерітінділерінің аз мөлшерін құйыңыз.₄содан кейін бірнеше тамшы қышқыл. Мазмұны бірден сарғыш болады (бастапқыда ол қосылған калий перманганатынан күлгін түсті):

2кмн₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 мың₂SO₄ +5бр₂ + 8H₂Қызмет қосу туралы

3. Сулы қабаттан (төменгі) алынған бром органикалық еріткіш қабатын қызыл-қоңыр (жоғарғы) бояйды.

еріткіш және мазмұнын араластыру үшін құтыны шайқаңыз. Пилингтен кейін органикалық қабаттың қоңыр қызыл түске ие болғанын көресіз. Бром полярсыз сұйықтықтарда жақсы ериді және судан еріткішке өтеді. Бақыланатын құбылыс өндіру (3). 

Үйдегі бром суы

бром суы бромды суда еріту арқылы өнеркәсіптік жолмен алынған сулы ерітінді (3,6 г суға шамамен 100 г бром). Бұл жұмсақ тотықтырғыш ретінде және органикалық қосылыстардың қанықпаған табиғатын анықтау үшін қолданылатын реагент. Бірақ бос бром қауіпті зат, оның үстіне бром суы тұрақсыз (бром ерітіндіден буланып, сумен әрекеттеседі). Сондықтан оны аздап шешіп, оны тәжірибелер үшін дереу қолданған дұрыс.

Сіз бромидтерді анықтаудың бірінші әдісін үйрендіңіз: бос бромның пайда болуына әкелетін тотығу. Бұл жолы колбадағы калий бромидінің KBr ерітіндісіне бірнеше тамшы Н тамызыңыз.₂SO₄ және сутегі асқын тотығының бір бөлігі (3% H₂O₂ дезинфекциялаушы ретінде пайдаланылады). Біраз уақыттан кейін қоспасы сарғыш болады:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →Қ₂SO₄ + Бр₂ + 2H₂O

Осылайша алынған бром суы ластанған, бірақ X жалғыз алаңдаушылық тудырады.₂O₂. Сондықтан оны марганец диоксиді MnO арқылы жою керек.₂ол артық сутегі асқын тотығын ыдыратады. Қоспаны алудың ең оңай жолы - бір реттік жасушалардан (R03, R06 деп белгіленеді), мұнда ол мырыш шыныаяқын толтыратын қараңғы масса түрінде болады. Колбаға бір шымшым массаны салыңыз, реакциядан кейін үстіңгі затты төгіңіз, реагент дайын болады.

Басқа әдіс – KBr сулы ерітіндісінің электролизі. Салыстырмалы түрде таза бром ерітіндісін алу үшін диафрагмалық электролизерді салу қажет, т.б. мен стақанды картонның қолайлы бөлігімен бөліңіз (осылайша сіз электродтардағы реакция өнімдерінің араласуын азайтасыз). Жоғарыда көрсетілген бір реттік ұяшықтан 3 алынған графит таяқшасы оң электрод ретінде, ал кәдімгі тырнақ теріс электрод ретінде пайдаланылады. Қуат көзі 4,5 В тиын ұяшықты аккумулятор болып табылады.КБр ерітіндісін стаканға құйып, сымдар бекітілген электродтарды салып, батареяны сымдарға жалғаңыз. Оң электродтың жанында ерітінді сарыға айналады (бұл сіздің бром суы), ал теріс электродта сутегі көпіршіктері пайда болады (4). Шыны үстінде бромның күшті иісі бар. Шприц немесе тамшуыр арқылы ерітіндіні тартыңыз.

4. Сол жақта үйдегі диафрагма ұяшығы және бром суын өндірудегі бірдей ұяшық (оң жақта). Реагент оң электродтың айналасында жиналады; теріс электродта сутегі көпіршіктері көрінеді.

Бром суын жарықтан қорғалған, тығыз жабылған ыдыста және салқын жерде қысқа уақыт сақтауға болады, бірақ оны бірден қолданып көрген дұрыс. Егер сіз циклдің екінші бөлімінен рецепт бойынша крахмал йодты қағаздарды жасасаңыз, қағазға бір тамшы бром суын салыңыз. Бос йодтың пайда болуын білдіретін қара дақ дереу пайда болады:

2KI + Br.₂ → i₂ + КВг

Бромды теңіз суынан күшті тотықтырғыш затпен бромидтерден ығыстыру арқылы алатыны сияқты (), бром йодидтерден өзінен әлсіз йодты ығыстырады (әрине, хлор да йодты ығыстырады).

Егер сізде йод крахмал қағазы болмаса, пробиркаға калий йодидінің ерітіндісін құйып, бірнеше тамшы бром суын қосыңыз. Ерітінді қараңғыланады, ал крахмал индикаторы (судағы картоп ұнының суспензиясы) қосылғанда ол қою көк түске боялады - нәтиже бос йодтың пайда болуын көрсетеді (5). 

5. Бромды анықтау. Жоғарыда – крахмал йодты қағаз, төменде – крахмал индикаторы бар калий йодидінің ерітіндісі (сол жақта – реакцияға арналған реагенттер, оң жақта – ерітінділерді араластыру нәтижесі).

Екі асхана тәжірибесі.

Бром суымен жасалған көптеген тәжірибелердің ішінен мен сізге асүйден реагенттер қажет болатын екеуін ұсынамын. Біріншіден, рапс майының бөтелкесін алыңыз,

7. Бром суының өсімдік майымен әрекеттесуі. Мұнайдың жоғарғы қабаты көрінеді (сол жақта) және реакция алдында броммен боялған судың төменгі қабаты (сол жақта). Реакциядан кейін (оң жақта) сулы қабаттың түсі өзгерді.

күнбағыс немесе зәйтүн майы. Бром суы бар пробиркаға аз мөлшерде өсімдік майын құйып, ішіндегісін шайқаңыз, сонда реагенттер жақсы араласады. Тұрақсыз эмульсия ыдыраған кезде мұнай жоғарғы жағында (тығыздығы судан азырақ) және бром суы төменгі жағында болады. Дегенмен, су қабаты сарғыш түстен айырылған. Бұл әсер сулы ерітіндіге «тыйым салады» және оны майдың құрамдас бөліктерімен әрекеттесу үшін пайдаланады (6). 

Өсімдік майында өте көп қанықпаған май қышқылдары бар (глицеринмен қосылып, май түзеді). Бром атомдары осы қышқылдардың молекулаларындағы қос байланыстарға қосылып, сәйкес бром туындыларын құрайды. Бром суының түсінің өзгеруі зерттелетін үлгіде қанықпаған органикалық қосылыстардың бар екендігінің көрсеткіші болып табылады, яғни. көміртек атомдары арасында қос немесе үштік байланысы бар қосылыстар (7). 

Екінші асхана тәжірибесі үшін ас содасын, яғни натрий бикарбонатын, NaHCOXNUMX дайындаңыз.₃, және екі қант - глюкоза және фруктоза. Сіз сода мен глюкозаны азық-түлік дүкенінен, ал фруктозаны диабеттік дүңгіршектен немесе денсаулыққа арналған азық-түлік дүкенінен сатып ала аласыз. Глюкоза мен фруктоза қарапайым қант болып табылатын сахарозаны құрайды. Сонымен қатар, олар қасиеттері бойынша өте ұқсас және бірдей жалпы формулаға ие және егер бұл жеткіліксіз болса, олар бір-біріне оңай өтеді. Рас, олардың арасында айырмашылықтар бар: фруктоза глюкозаға қарағанда тәтті және ерітіндіде ол жарық жазықтығын басқа жаққа бұрады. Дегенмен, сәйкестендіру үшін сіз химиялық құрылымдағы айырмашылықты пайдаланасыз: глюкоза - альдегид, ал фруктоза - кетон.

7. Байланыстыруға бром қосу реакциясы

Сіз төмендететін қанттарды Троммер және Толленс сынақтары арқылы анықтайтынын есте ұстаған боларсыз. Cu кірпіш кен орнының сыртқы көрінісі₂O (бірінші әрекетте) немесе күміс айна (екіншісінде) альдегидтер сияқты қалпына келтіретін қосылыстардың болуын көрсетеді.

Дегенмен, бұл әрекеттер глюкоза альдегиді мен фруктоза кетонын ажыратпайды, өйткені фруктоза реакция ортасындағы құрылымын тез өзгертіп, глюкозаға айналады. Жұқа реагент қажет.

Галогендер ұнайды 

Қасиеттері бойынша ұқсас қосылыстарға ұқсас химиялық қосылыстар тобы бар. Олар жалпы формуласы HX қышқылдарын және монотеріс X– аниондары бар тұздарды құрайды және бұл қышқылдар оксидтерден түзілмейді. Мұндай псевдогалогендерге мысал ретінде улы циан қышқылы HCN және зиянсыз тиоцианат HSCN жатады. Олардың кейбіреулері тіпті екі атомды молекулаларды құрайды, мысалы, цианоген (CN).₂.

Бұл жерде бром суы ойнайды. Ерітінділерді дайындаңыз: NaHCO қосылған глюкоза₃ және фруктоза, сонымен қатар ас содасы қосылған. Дайындалған глюкоза ерітіндісін бром суы бар бір пробиркаға, ал екіншісіне фруктоза ерітіндісін, сонымен қатар бром суын құйыңыз. Айырмашылық анық көрінеді: глюкоза ерітіндісінің әсерінен бром суы түссізденді, ал фруктоза ешқандай өзгеріс тудырмады. Екі қантты аздап сілтілі ортада (натрий бикарбонатымен қамтамасыз етілген) және жұмсақ тотықтырғышпен, яғни бромды сумен ғана ажыратуға болады. Күшті сілтілі ерітіндіні қолдану (Троммер және Толленс сынақтары үшін қажет) бір қанттың екіншісіне жылдам айналуына және фруктозаның әсерінен бром суының түсінің өзгеруіне әкеледі. Егер сіз білгіңіз келсе, ас содасының орнына натрий гидроксиді арқылы сынақты қайталаңыз.