ისინი, რომლებიც ქმნიან მარილებს, ნაწილი 4 ბრომი
ინფორმაციის
ჰალოგენის ოჯახიდან კიდევ ერთი ელემენტია ბრომი. ის ადგილს იკავებს ქლორსა და იოდს შორის (ერთად ქმნის ჰალოგენის ქვეოჯახს) და მისი თვისებები საშუალოა ჯგუფის ზედა და ქვედა მეზობლებთან შედარებით. თუმცა, ვინც ფიქრობს, რომ ეს უინტერესო ელემენტია, შეცდება.
მაგალითად, ბრომი ერთადერთი სითხეა არამეტალებს შორის და მისი ფერიც უნიკალური რჩება ელემენტთა სამყაროში. თუმცა მთავარი ის არის, რომ მასთან სახლში საინტერესო ექსპერიმენტების ჩატარება შესაძლებელია.
- რაღაც ცუდი სუნი ასდის აქ! -
...... წამოიძახა ფრანგმა ქიმიკოსმა ჯოზეფ გეი-ლუსაკიროდესაც 1826 წლის ზაფხულში საფრანგეთის აკადემიის სახელით მან შეამოწმა მოხსენება ახალი ელემენტის აღმოჩენის შესახებ. მისი ავტორი უფრო ფართოდ უცნობი იყო ანტუან ბალარი. ერთი წლით ადრე, ამ 23 წლის აფთიაქმა გამოიკვლია იოდის დამზადების შესაძლებლობა ზღვის წყლისგან კლდის მარილის კრისტალიზაციის შედეგად დარჩენილი ხსნარებიდან (მეთოდი, რომელიც გამოიყენება მარილის დასამზადებლად თბილ კლიმატებში, როგორიცაა საფრანგეთის ხმელთაშუა ზღვის სანაპირო). ქლორი ბუშტუკებდა ხსნარში და აშორებდა იოდს მისი მარილიდან. მან მიიღო ელემენტი, მაგრამ შენიშნა სხვა რამ - მოყვითალო სითხის ფილმი ძლიერი სუნით. მან გამოყო და შემდეგ გააერთიანა. ნარჩენი აღმოჩნდა მუქი ყავისფერი სითხე, განსხვავებით ნებისმიერი ცნობილი ნივთიერებისგან. ბალარის ტესტის შედეგებმა აჩვენა, რომ ეს ახალი ელემენტია. ამიტომ მან ანგარიში გაუგზავნა საფრანგეთის აკადემიას და დაელოდა მის განაჩენს. მას შემდეგ, რაც ბალარის აღმოჩენა დადასტურდა, ელემენტს სახელი შესთავაზეს. ბრომი, მიღებული ბერძნული bromos-დან, ე.ი. სუნი, რადგან ბრომის სუნი არ არის სასიამოვნო (1).
ყურადღება ცუდი სუნი არ არის ბრომის ერთადერთი მინუსი. ეს ელემენტი ისეთივე მავნეა, როგორც უმაღლესი ჰალოგენები და კანზე მოხვედრისას ტოვებს ძნელად შეხორცებელ ჭრილობებს. ამიტომ არავითარ შემთხვევაში არ მიიღოთ ბრომი სუფთა სახით და მოერიდეთ მისი ხსნარის სუნის შესუნთქვას.
ზღვის წყლის ელემენტი
ზღვის წყალი შეიცავს მთელ მსოფლიოში არსებულ ბრომს. ქლორის ზემოქმედება იწვევს ბრომის გამოყოფას, რომელიც აორთქლდება ჰაერით, რომელიც გამოიყენება წყლის გასაბერად. მიმღებში ბრომი კონდენსირებულია და შემდეგ იწმინდება დისტილაციით. იაფი კონკურენციისა და ნაკლები რეაქტიულობის გამო, ბრომი გამოიყენება მხოლოდ საჭიროების შემთხვევაში. ბევრი გამოყენება გაქრა, როგორიცაა ვერცხლის ბრომიდი ფოტოგრაფიაში, ტყვიის შემცველი ბენზინის დანამატები და ჰალონური ხანძარსაწინააღმდეგო საშუალებები. ბრომი არის ბრომი-თუთიის ბატარეების შემადგენელი ნაწილი და მისი ნაერთები გამოიყენება როგორც წამლები, საღებავები, დანამატები პლასტმასის აალებადიობის შესამცირებლად და მცენარეთა დაცვის საშუალებებში.
ქიმიურად ბრომი არ განსხვავდება სხვა ჰალოგენებისგან: იგი აყალიბებს ძლიერ ჰიდრობრომმჟავას HBr, მარილებს ბრომის ანიონთან და ზოგიერთ ჟანგბადის მჟავასთან და მათ მარილებს.
ბრომის ანალიტიკოსი
ბრომიდის ანიონისთვის დამახასიათებელი რეაქციები ქლორიდებზე ჩატარებული ექსპერიმენტების მსგავსია. ვერცხლის ნიტრატის AgNO ხსნარის დამატების შემდეგ3 იშლება AgBr-ის ნაკლებად ხსნადი ნალექი, რომელიც შუქზე ბნელდება ფოტოქიმიური დაშლის გამო. ნალექს აქვს მოყვითალო ფერი (თეთრი AgCl-ისა და ყვითელი AgI-სგან განსხვავებით) და ცუდად ხსნადია NH ამიაკის ხსნარის დამატებისას.3aq (რაც განასხვავებს მას AgCl-სგან, რომელიც ძალიან ხსნადია ამ პირობებში) (2).
2. ვერცხლის ჰალოიდების ფერების შედარება - ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ მათი დაშლა სინათლის ზემოქმედების შემდეგ.
ბრომიდების აღმოჩენის უმარტივესი გზაა მათი დაჟანგვა და თავისუფალი ბრომის არსებობის დადგენა. ტესტისთვის დაგჭირდებათ: კალიუმის ბრომიდი KBr, კალიუმის პერმანგანატი KMnO4, გოგირდმჟავას ხსნარი (VI) H2SO4 და ორგანული გამხსნელი (მაგ. საღებავის გამათხელებელი). ჩაასხით მცირე რაოდენობით KBr და KMnO ხსნარი სინჯარაში.4შემდეგ კი რამდენიმე წვეთი მჟავა. შინაარსი მაშინვე ხდება მოყვითალო (თავდაპირველად ის მეწამული იყო დამატებული კალიუმის პერმანგანატისგან):
2კმნო4 +10KBr +8H2SO4 → 2MnSO4 + 6 ათასი2SO4 +5 ბრ2 + 8H2სერვისის დამატების შესახებ
3. წყლიანი ფენიდან (ქვემოდან) ამოღებული ბრომი ორგანული გამხსნელის ფენას წითელ-ყავისფერს აქცევს (ზემოდან).
გამხსნელი და შეანჯღრიეთ ფლაკონი შიგთავსის შესარევად. მოცილების შემდეგ დაინახავთ, რომ ორგანულმა ფენამ მიიღო მოყავისფრო წითელი ფერი. ბრომი უკეთესად იხსნება არაპოლარულ სითხეებში და გადადის წყლიდან გამხსნელში. დაკვირვებული ფენომენი მოპოვება (3).
ბრომის წყალი სახლში
ბრომის წყალი არის წყალხსნარი, რომელიც მიიღება ინდუსტრიულად წყალში ბრომის გახსნით (დაახლოებით 3,6 გრ ბრომი 100 გრ წყალზე). ეს არის რეაგენტი, რომელიც გამოიყენება როგორც რბილი ჟანგვის აგენტი და ორგანული ნაერთების უჯერი ბუნების გამოსავლენად. თუმცა თავისუფალი ბრომი საშიში ნივთიერებაა, გარდა ამისა, ბრომიანი წყალი არასტაბილურია (ბრომი აორთქლდება ხსნარიდან და რეაგირებს წყალთან). აქედან გამომდინარე, უმჯობესია, ეს ცოტა გამოსავალი იყოს და დაუყოვნებლივ გამოიყენოთ იგი ექსპერიმენტებისთვის.
თქვენ უკვე ისწავლეთ ბრომიდების გამოვლენის პირველი მეთოდი: დაჟანგვა, რომელიც იწვევს თავისუფალი ბრომის წარმოქმნას. ამჯერად კოლბაში კალიუმის ბრომიდის ხსნარს KBr დაამატეთ H-ის რამდენიმე წვეთი.2SO4 და წყალბადის ზეჟანგის ნაწილი (3% H2O2 გამოიყენება როგორც სადეზინფექციო საშუალება). ცოტა ხნის შემდეგ ნარევი მოყვითალო ხდება:
2KBr+H2O2 +H2SO4 →კ2SO4 + ბრ2 + 2H2O
ამგვარად მიღებული ბრომის წყალი დაბინძურებულია, მაგრამ X არის ერთადერთი პრობლემა.2O2. ამიტომ, ის უნდა მოიხსნას მანგანუმის დიოქსიდით MnO.2რომელიც დაშლის ზედმეტ წყალბადის ზეჟანგს. ნაერთის მისაღებად უმარტივესი გზაა ერთჯერადი უჯრედებიდან (აღნიშნულია როგორც R03, R06), სადაც ის არის მუქი მასის სახით, რომელიც ავსებს თუთიის თასს. კოლბაში მოათავსეთ მწიკვი მასა და რეაქციის შემდეგ დაასხით ზენატანი და რეაგენტი მზად არის.
კიდევ ერთი მეთოდია KBr-ის წყალხსნარის ელექტროლიზი. შედარებით სუფთა ბრომის ხსნარის მისაღებად საჭიროა დიაფრაგმის ელექტროლიზატორის აგება, ე.ი. უბრალოდ გაყავით ჭიქა შესაფერისი მუყაოს ნაჭერით (ამ გზით თქვენ შეამცირებთ რეაქციის პროდუქტების შერევას ელექტროდებზე). გრაფიტის ჯოხი, რომელიც აღებულია ზემოთ აღნიშნული ერთჯერადი უჯრედიდან 3, გამოყენებული იქნება როგორც დადებითი ელექტროდი, ხოლო ჩვეულებრივი ლურსმანი, როგორც უარყოფითი ელექტროდი. კვების წყაროა 4,5 ვ მონეტის ელემენტი. ჩაასხით KBr ხსნარი ჭიქაში, ჩადეთ ელექტროდები დამაგრებული მავთულებით და შეაერთეთ ბატარეა სადენებთან. დადებითი ელექტროდის მახლობლად, ხსნარი გაყვითლდება (ეს არის თქვენი ბრომიანი წყალი) და წყალბადის ბუშტები წარმოიქმნება უარყოფით ელექტროდზე (4). შუშის ზემოთ ბრომის ძლიერი სუნი დგას. ამოიღეთ ხსნარი შპრიცით ან პიპეტით.
4. ხელნაკეთი დიაფრაგმის უჯრედი მარცხნივ და იგივე უჯრედი ბრომის წყლის წარმოებაში (მარჯვნივ). რეაგენტი გროვდება დადებითი ელექტროდის გარშემო; უარყოფით ელექტროდზე ჩანს წყალბადის ბუშტები.
ბრომიანი წყალი შეგიძლიათ შეინახოთ მჭიდროდ დახურულ ჭურჭელში, სინათლისგან დაცულ და გრილ ადგილას, მაგრამ უმჯობესია, დაუყოვნებლივ სცადოთ. თუ თქვენ გააკეთეთ სახამებლის იოდის ქაღალდები ციკლის მეორე ნაწილის რეცეპტის მიხედვით, ქაღალდზე დაასხით წვეთი ბრომიანი წყალი. მაშინვე გამოჩნდება მუქი ლაქა, რაც მიუთითებს თავისუფალი იოდის წარმოქმნაზე:
2KI + ძმ.2 → ი2 + კვგ
ისევე, როგორც ბრომი მიიღება ზღვის წყლიდან მისი ბრომიდებისგან უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტის გადაადგილებით (), ასევე ბრომი ანაცვლებს იოდს უფრო სუსტს, ვიდრე იოდიდებისგან (რა თქმა უნდა, ქლორი ასევე ცვლის იოდს).
თუ სახამებლის იოდის ქაღალდი არ გაქვთ, სინჯარაში ჩაასხით კალიუმის იოდიდის ხსნარი და დაამატეთ რამდენიმე წვეთი ბრომიანი წყალი. ხსნარი ბნელდება და როდესაც სახამებლის ინდიკატორი (კარტოფილის ფქვილის სუსპენზია წყალში) ემატება, ის მუქი ლურჯი ხდება - შედეგი მიუთითებს თავისუფალი იოდის გამოჩენაზე (5).
5. ბრომის გამოვლენა. ზემოთ - სახამებლის იოდის ქაღალდი, ქვემოთ - კალიუმის იოდიდის ხსნარი სახამებლის ინდიკატორით (მარცხნივ - რეაგენტები რეაქციისთვის, მარჯვნივ - ხსნარების შერევის შედეგი).
ორი ექსპერიმენტი სამზარეულოში.
ბრომიან წყალთან დაკავშირებული მრავალი ექსპერიმენტიდან მე გთავაზობთ ორს, რისთვისაც დაგჭირდებათ რეაგენტები სამზარეულოდან. პირველში ამოიღეთ რაფსის ზეთის ბოთლი,
7. ბრომიანი წყლის რეაქცია მცენარეულ ზეთთან. ზეთის ზედა ფენა ჩანს (მარცხნივ) და წყლის ქვედა ფენა რეაქციამდე ბრომით შეღებილი (მარცხნივ). რეაქციის შემდეგ (მარჯვნივ), წყლის შრე გაუფერულდა.
მზესუმზირის ან ზეითუნის ზეთი. დაასხით მცირე რაოდენობით მცენარეული ზეთი სინჯარაში ბრომიანი წყლით და შეანჯღრიეთ შიგთავსი ისე, რომ რეაგენტები კარგად აირია. როდესაც ლაბილური ემულსია იშლება, ზეთი იქნება ზედა (წყალზე ნაკლებად მკვრივი) და ბრომის წყალი ბოლოში. თუმცა წყლის ფენამ დაკარგა მოყვითალო ფერი. ეს ეფექტი "კრძალავს" წყალხსნარს და იყენებს მას ზეთის კომპონენტებთან რეაგირებისთვის (6).
მცენარეული ზეთი შეიცავს საკმაოდ ბევრ უჯერი ცხიმოვან მჟავას (გლიცერინთან ერთად ცხიმების წარმოქმნას). ბრომის ატომები მიმაგრებულია ორმაგ ბმებთან ამ მჟავების მოლეკულებში, ქმნიან ბრომის შესაბამის წარმოებულებს. ბრომიანი წყლის ფერის ცვლილება არის იმის მანიშნებელი, რომ უჯერი ორგანული ნაერთები იმყოფება საცდელ ნიმუშში, ე.ი. ნაერთები, რომლებსაც აქვთ ორმაგი ან სამმაგი ბმა ნახშირბადის ატომებს შორის (7).
მეორე სამზარეულოს ექსპერიმენტისთვის მოამზადეთ საცხობი სოდა, ანუ ნატრიუმის ბიკარბონატი, NaHCO.3და ორი შაქარი - გლუკოზა და ფრუქტოზა. შეგიძლიათ შეიძინოთ სოდა და გლუკოზა სასურსათო მაღაზიაში, ხოლო ფრუქტოზა დიაბეტური კიოსკში ან ჯანსაღი საკვების მაღაზიაში. გლუკოზა და ფრუქტოზა წარმოქმნიან საქაროზას, რომელიც ჩვეულებრივი შაქარია. გარდა ამისა, ისინი ძალიან ჰგვანან თვისებებს და აქვთ ერთი და იგივე საერთო ფორმულა და თუ ეს საკმარისი არ იყო, ისინი ადვილად გადადიან ერთმანეთში. მართალია, მათ შორის არის განსხვავებები: ფრუქტოზა უფრო ტკბილია, ვიდრე გლუკოზა, ხოლო ხსნარში ის აქცევს სინათლის სიბრტყეს სხვა მიმართულებით. თუმცა, იდენტიფიკაციისთვის, თქვენ გამოიყენებთ განსხვავებას ქიმიურ სტრუქტურაში: გლუკოზა არის ალდეჰიდი, ხოლო ფრუქტოზა არის კეტონი.
7. ბრომის დამაკავშირებელი რეაქცია
შეიძლება გახსოვთ, რომ შაქრის შემცირება ხდება ტრომერისა და ტოლენსის ტესტების გამოყენებით. აგურის Cu საბადოს გარე ხედი2O (პირველ მცდელობაში) ან ვერცხლის სარკე (მეორეში) მიუთითებს შემცირებული ნაერთების არსებობაზე, როგორიცაა ალდეჰიდები.
თუმცა, ეს მცდელობები არ განასხვავებენ გლუკოზის ალდეჰიდსა და ფრუქტოზა კეტონს შორის, რადგან ფრუქტოზა სწრაფად ცვლის თავის სტრუქტურას რეაქციის გარემოში, გადაიქცევა გლუკოზაში. საჭიროა უფრო თხელი რეაგენტი.
ჰალოგენები, როგორც
არსებობს ქიმიური ნაერთების ჯგუფი, რომლებიც თვისებებით მსგავსია მსგავსი ნაერთების. ისინი ქმნიან HX ზოგადი ფორმულის მჟავებს და მარილებს მონოუარყოფითი X– ანიონებით და ეს მჟავები არ წარმოიქმნება ოქსიდებისგან. ასეთი ფსევდოჰალოგენების მაგალითებია შხამიანი ჰიდროციანური მჟავა HCN და უვნებელი თიოციანატი HSCN. ზოგიერთი მათგანი კი ქმნის დიატომურ მოლეკულებს, როგორიცაა ციანოგენი (CN).2.
სწორედ აქ მოქმედებს ბრომის წყალი. გააკეთეთ ხსნარები: გლუკოზა NaHCO-ს დამატებით3 და ფრუქტოზა, ასევე საცხობი სოდას დამატებით. მომზადებული გლუკოზის ხსნარი ჩაასხით ერთ სინჯარაში ბრომიანი წყლით, ხოლო ფრუქტოზის ხსნარი მეორეში, ასევე ბრომიანი წყლით. განსხვავება აშკარად ჩანს: ბრომის წყალი გლუკოზის ხსნარის მოქმედებით გაუფერულდა და ფრუქტოზას არანაირი ცვლილება არ გამოუწვევია. ეს ორი შაქარი შეიძლება განვასხვავოთ მხოლოდ ოდნავ ტუტე გარემოში (მოწოდებული ნატრიუმის ბიკარბონატით) და რბილი ჟანგვის აგენტით, ანუ ბრომიანი წყლით. ძლიერ ტუტე ხსნარის გამოყენება (აუცილებელია ტრომერისა და ტოლენსის ტესტებისთვის) იწვევს ერთი შაქრის სწრაფ გარდაქმნას მეორეში და ბრომის წყლის გაუფერულებას ასევე ფრუქტოზის გამო. თუ გსურთ იცოდეთ, გაიმეორეთ ტესტი საცხობი სოდის ნაცვლად ნატრიუმის ჰიდროქსიდის გამოყენებით.
