Los que forman sales, parte 4 Bromo

Otro elemento de la familia de los halógenos es el bromo. Ocupa un lugar entre el cloro y el yodo (juntos forman la subfamilia de los halógenos), y sus propiedades son promedio en comparación con sus vecinos en la parte superior e inferior del grupo. Sin embargo, quien piense que se trata de un elemento poco interesante se equivocará.

Por ejemplo, el bromo es el único líquido entre los no metales y su color también sigue siendo único en el mundo de los elementos. Sin embargo, lo principal es que se pueden realizar experimentos interesantes con él en casa.

– ¡Algo huele mal aquí! –

...... exclamó el químico francés Joseph Gay Lussaccuando en el verano de 1826, en nombre de la Academia Francesa, revisó el informe sobre el descubrimiento de un nuevo elemento. Su autor era más desconocido Antonio Balar. Un año antes, este boticario de 23 años había explorado la posibilidad de hacer yodo a partir de soluciones cerveceras sobrantes de la cristalización de sal de roca del agua de mar (un método utilizado para hacer sal en climas cálidos como la costa mediterránea francesa). El cloro burbujeó a través de la solución, desplazando al yodo de su sal. Recibió el elemento, pero notó algo más: una película de un líquido amarillento con un olor fuerte. Lo separó y luego lo fusionó. El residuo resultó ser un líquido marrón oscuro, diferente a cualquier sustancia conocida. Los resultados de la prueba de Balar mostraron que este es un elemento nuevo. Por lo tanto, envió un informe a la Academia Francesa y esperó su veredicto. Después de que se confirmó el descubrimiento de Balar, se propuso un nombre para el elemento. bromo, derivado del griego bromos, es decir, hedor, porque el olor a bromo no es agradable (1).

¡Atención! El mal olor no es la única desventaja del bromo. Este elemento es tan nocivo como los halógenos superiores y, una vez en la piel, deja heridas de difícil cicatrización. Por lo tanto, en ningún caso debe obtener bromo en su forma pura y evitar inhalar el olor de su solución.

elemento agua de mar

El agua de mar contiene casi todo el bromo que está presente en el mundo. La exposición al cloro provoca la liberación de bromo, que se volatiliza con el aire que se usa para soplar el agua. En el receptor, el bromo se condensa y luego se purifica por destilación. Debido a la competencia más barata y la menor reactividad, el bromo solo se usa cuando es necesario. Muchos usos han desaparecido, como el bromuro de plata en la fotografía, los aditivos de gasolina con plomo y los agentes extintores de incendios con halones. El bromo es un componente de las baterías de bromo-zinc y sus compuestos se utilizan como medicamentos, tintes, aditivos para reducir la inflamabilidad de los plásticos y productos fitosanitarios.

Químicamente, el bromo no difiere de otros halógenos: forma ácido bromhídrico fuerte HBr, sales con el anión bromo y algunos ácidos de oxígeno y sus sales.

analista de bromo

Las reacciones características del anión bromuro son similares a los experimentos realizados para los cloruros. Después de agregar una solución de nitrato de plata AgNO₃ un precipitado poco soluble de AgBr precipita, oscureciéndose a la luz debido a la descomposición fotoquímica. El precipitado tiene un color amarillento (en contraste con el AgCl blanco y el AgI amarillo) y es poco soluble cuando se agrega una solución de amoníaco NH._3aq (lo que lo distingue del AgCl, que es altamente soluble en estas condiciones) (2). 

2. Comparación de los colores de los haluros de plata: a continuación puede ver su descomposición después de la exposición a la luz.

La forma más fácil de detectar bromuros es oxidarlos y determinar la presencia de bromo libre. Para la prueba necesitará: bromuro de potasio KBr, permanganato de potasio KMnO₄, solución de ácido sulfúrico (VI) H₂SO₄ y un disolvente orgánico (p. ej., diluyente de pintura). Vierta una pequeña cantidad de soluciones de KBr y KMnO en un tubo de ensayo.₄y luego unas gotas de ácido. El contenido se vuelve inmediatamente amarillento (originalmente era púrpura por el permanganato de potasio agregado):

2KMn₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 mil₂SO₄ +5Hab₂ + 8H₂Acerca de Agregar porción

3. El bromo extraído de la capa acuosa (abajo) colorea la capa de disolvente orgánico de color marrón rojizo (arriba).

disolvente y agite el vial para mezclar el contenido. Después de despegar, verá que la capa orgánica ha tomado un color rojo parduzco. El bromo se disuelve mejor en líquidos no polares y pasa del agua al disolvente. fenómeno observado добыча (3). 

Agua de bromo en casa.

agua de bromo es una solución acuosa obtenida industrialmente al disolver bromo en agua (alrededor de 3,6 g de bromo por 100 g de agua). Es un reactivo utilizado como agente oxidante suave y para detectar la naturaleza insaturada de los compuestos orgánicos. Sin embargo, el bromo libre es una sustancia peligrosa y, además, el agua de bromo es inestable (el bromo se evapora de la solución y reacciona con el agua). Por lo tanto, es mejor solucionarlo un poco e inmediatamente usarlo para experimentos.

Ya ha aprendido el primer método para detectar bromuros: oxidación que conduce a la formación de bromo libre. Esta vez, agregue unas gotas de H a la solución de bromuro de potasio KBr en el matraz.₂SO₄ y parte de peróxido de hidrógeno (3% H₂O₂ utilizado como desinfectante). Después de un tiempo, la mezcla se vuelve amarillenta:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ → k₂SO₄ + hermano₂ + 2H₂O

El agua de bromo así obtenida está contaminada, pero X es la única preocupación.₂O₂. Por lo tanto, debe eliminarse con dióxido de manganeso MnO.₂que descompondrá el exceso de peróxido de hidrógeno. La forma más fácil de obtener el compuesto es a partir de celdas desechables (designadas como R03, R06), donde se encuentra en forma de una masa oscura que llena una copa de zinc. Coloque una pizca de la masa en el matraz y, después de la reacción, vierta el sobrenadante y el reactivo está listo.

Otro método es la electrólisis de una solución acuosa de KBr. Para obtener una solución de bromo relativamente pura, es necesario construir un electrolizador de diafragma, es decir simplemente divida el vaso de precipitados con un trozo de cartón adecuado (de esta manera reducirá la mezcla de los productos de reacción en los electrodos). Una barra de grafito extraída de la celda desechable 3 mencionada anteriormente se utilizará como electrodo positivo y un clavo ordinario como electrodo negativo. La fuente de alimentación es una batería de tipo botón de 4,5 V. Vierta la solución de KBr en el vaso de precipitados, inserte los electrodos con los cables conectados y conecte la batería a los cables. Cerca del electrodo positivo, la solución se volverá amarilla (esta es su agua de bromo) y se formarán burbujas de hidrógeno en el electrodo negativo (4). Hay un fuerte olor a bromo sobre el cristal. Extraiga la solución con una jeringa o pipeta.

4. Celda de diafragma casera a la izquierda y la misma celda en la producción de agua de bromo (derecha). El reactivo se acumula alrededor del electrodo positivo; burbujas de hidrógeno son visibles en el electrodo negativo.

Puede almacenar agua de bromo por un corto tiempo en un recipiente bien cerrado, protegido de la luz y en un lugar fresco, pero es mejor probarlo de inmediato. Si hiciste papeles de almidón yodado según la receta de la segunda parte del ciclo, pon una gota de agua de bromo en el papel. Inmediatamente aparecerá una mancha oscura que indica la formación de yodo libre:

2KI + Hno.₂ → yo₂ + KVg

Así como el bromo se obtiene del agua de mar desplazándolo de los bromuros con un agente oxidante más fuerte (), el bromo desplaza al yodo más débil que el de los yoduros (por supuesto, el cloro también desplazará al yodo).

Si no tiene papel de almidón yodado, vierta una solución de yoduro de potasio en un tubo de ensayo y agregue unas gotas de agua de bromo. La solución se oscurece, y cuando se agrega un indicador de almidón (una suspensión de harina de patata en agua), se vuelve azul oscuro; el resultado indica la aparición de yodo libre (5). 

5. Detección de bromo. Arriba - papel de yodo de almidón, abajo - una solución de yoduro de potasio con un indicador de almidón (a la izquierda - reactivos para la reacción, a la derecha - el resultado de mezclar las soluciones).

Dos experimentos de cocina.

De los muchos experimentos con agua de bromo, sugiero dos para los que necesitará reactivos de la cocina. En el primero, saca una botella de aceite de colza,

7. Reacción de agua de bromo con aceite vegetal. La capa superior de aceite es visible (izquierda) y la capa inferior de agua manchada con bromo antes de la reacción (izquierda). Después de la reacción (derecha), la capa acuosa se decoloró.

aceite de girasol o de oliva. Vierta una pequeña cantidad de aceite vegetal en un tubo de ensayo con agua de bromo y agite el contenido para que los reactivos se mezclen bien. A medida que la emulsión lábil se descompone, el aceite estará en la parte superior (menos denso que el agua) y el agua de bromo en la parte inferior. Sin embargo, la capa de agua ha perdido su color amarillento. Este efecto "prohíbe" la solución acuosa y la utiliza para reaccionar con los componentes del aceite (6). 

El aceite vegetal contiene bastantes ácidos grasos insaturados (que se combinan con la glicerina para formar grasas). Los átomos de bromo están unidos a dobles enlaces en las moléculas de estos ácidos, formando los derivados de bromo correspondientes. Un cambio en el color del agua de bromo es una indicación de que los compuestos orgánicos insaturados están presentes en la muestra de prueba, es decir, compuestos que tienen enlaces dobles o triples entre átomos de carbono (7). 

Para el segundo experimento de cocina, prepare bicarbonato de sodio, es decir, bicarbonato de sodio, NaHCO.₃, y dos azúcares - glucosa y fructosa. Puede comprar refrescos y glucosa en el supermercado y fructosa en el quiosco para diabéticos o en la tienda naturista. La glucosa y la fructosa forman sacarosa, que es un azúcar común. Además, son muy similares en propiedades y tienen la misma fórmula total, y por si esto fuera poco, se pasan fácilmente entre sí. Es cierto que hay diferencias entre ellos: la fructosa es más dulce que la glucosa y, en solución, gira el plano de la luz en la otra dirección. Sin embargo, para la identificación, utilizará la diferencia en la estructura química: la glucosa es un aldehído y la fructosa es una cetona.

7. Reacción de la adición de bromo a la unión.

Tal vez recuerde que los azúcares reductores se identifican mediante las pruebas de Trommer y Tollens. Vista exterior del depósito de ladrillo Cu₂O (en el primer intento) o un espejo plateado (en el segundo) indica la presencia de compuestos reductores, como los aldehídos.

Sin embargo, estos intentos no distinguen entre glucosa aldehído y fructosa cetona, ya que la fructosa cambiará rápidamente su estructura en el medio de reacción, convirtiéndose en glucosa. Se necesita un reactivo más diluido.

Halógenos como 

Hay un grupo de compuestos químicos que son similares en propiedades a compuestos similares. Forman ácidos de fórmula general HX y sales con aniones X– mononegativos, y estos ácidos no se forman a partir de óxidos. Ejemplos de tales pseudohalógenos son el venenoso ácido cianhídrico HCN y el inofensivo tiocianato HSCN. Algunos de ellos incluso forman moléculas diatómicas, como el cianógeno (CN).₂.

Aquí es donde entra en juego el agua de bromo. Hacer soluciones: glucosa con la adición de NaHCO₃ y fructosa, también con la adición de bicarbonato de sodio. Vierta la solución de glucosa preparada en un tubo de ensayo con agua de bromo y la solución de fructosa en el otro, también con agua de bromo. La diferencia es claramente visible: el agua de bromo se decoloró bajo la acción de la solución de glucosa y la fructosa no provocó ningún cambio. Los dos azúcares solo se pueden distinguir en un ambiente ligeramente alcalino (con bicarbonato de sodio) y con un agente oxidante suave, es decir, agua de bromo. El uso de una solución fuertemente alcalina (necesaria para las pruebas de Trommer y Tollens) provoca una conversión rápida de un azúcar en otro y la decoloración del agua de bromo también por la fructosa. Si quieres saber, repite la prueba usando hidróxido de sodio en lugar de bicarbonato de sodio.