Aqueles que formam sais, parte 4 Bromo

Outro elemento da família dos halogênios é o bromo. Ocupa um lugar entre o cloro e o iodo (juntos formando a subfamília dos halogênios), e suas propriedades são médias em comparação com seus vizinhos na parte superior e inferior do grupo. No entanto, quem pensa que este é um elemento desinteressante estará enganado.

Por exemplo, o bromo é o único líquido entre os não metais, e sua cor também permanece única no mundo dos elementos. O principal, no entanto, é que experimentos interessantes podem ser realizados com ele em casa.

- Algo cheira mal aqui! -

...... exclamou o químico francês Joseph Gay Lussacquando no verão de 1826, em nome da Academia Francesa, verificou o relatório sobre a descoberta de um novo elemento. Seu autor era mais amplamente desconhecido Antoine Balar. Um ano antes, o farmacêutico de 23 anos investigava a possibilidade de obter iodo a partir de soluções cervejeiras que sobravam da cristalização do sal-gema da água do mar (método utilizado para obter sal em climas quentes como a costa mediterrânica francesa). O cloro borbulhou na solução, deslocando o iodo do sal. Ele recebeu o elemento, mas notou outra coisa - uma película de líquido amarelado com odor forte. Ele separou e depois mesclou. O resíduo era um líquido marrom escuro diferente de qualquer substância conhecida. Os resultados dos testes de Balar mostraram que este é um elemento novo. Por isso, enviou um relatório à Academia Francesa e aguardou o veredicto. Depois que a descoberta de Balar foi confirmada, um nome foi proposto para o elemento bromo, derivado do grego bromos, i.e. fedor, porque o cheiro de bromo não é agradável (1).

Atenção! O mau cheiro não é a única desvantagem do bromo. Este elemento é tão nocivo quanto os halogênios mais altos e, uma vez na pele, deixa feridas difíceis de cicatrizar. Portanto, em nenhum caso você deve obter bromo em sua forma pura e evitar inalar o cheiro de sua solução.

elemento água do mar

A água do mar contém quase todo o bromo que está presente no globo. A exposição ao cloro provoca a liberação de bromo, que volatiliza com o ar usado para soprar a água. No receptor, o bromo é condensado e depois purificado por destilação. Devido à concorrência mais barata e menos reatividade, o bromo só é usado quando necessário. Muitos usos desapareceram, como brometo de prata em fotografia, aditivos de gasolina com chumbo e agentes extintores de halon. O bromo é um constituinte das baterias bromo-zinco, e seus compostos são usados ​​como medicamentos, corantes, aditivos para reduzir a inflamabilidade de plásticos e produtos fitofarmacêuticos.

Em termos químicos, o bromo não difere de outros halogênios: forma ácido bromídrico forte HBr, sais com o ânion bromo e alguns ácidos oxigenados e seus sais.

Analista de bromo

As reações características do ânion brometo são semelhantes aos experimentos realizados para cloretos. Após adicionar uma solução de nitrato de prata AgNO₃ um precipitado pouco solúvel de AgBr precipita, escurecendo na luz devido à decomposição fotoquímica. O precipitado tem uma cor amarelada (em contraste com o AgCl branco e o AgI amarelo) e é pouco solúvel quando a solução de NH amônia é adicionada._3aq (o que o distingue do AgCl, que é altamente solúvel nessas condições) (2). 

2. Comparação das cores dos halogenetos de prata - sua decomposição após exposição à luz é visível abaixo.

A maneira mais fácil de detectar brometos é oxidá-los e determinar a presença de bromo livre. Para o teste, você precisará de: brometo de potássio KBr, permanganato de potássio KMnO₄, solução de ácido sulfúrico (VI) H₂SO₄ e um solvente orgânico (por exemplo, diluente de tinta). Despeje uma pequena quantidade de soluções de KBr e KMnO em um tubo de ensaio.₄e depois algumas gotas de ácido. O conteúdo fica imediatamente amarelado (originalmente era roxo devido ao permanganato de potássio adicionado):

2 km₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 mil₂SO₄ +5Br₂ + 8H₂Sobre Adicionar veiculação

3. O bromo extraído da camada aquosa (inferior) colore a camada de solvente orgânico vermelho-acastanhado (superior).

solvente e agite o frasco para misturar o conteúdo. Depois de descascar, você verá que a camada orgânica assumiu uma cor vermelha acastanhada. O bromo se dissolve melhor em líquidos não polares e passa da água para o solvente. Fenômeno observado extração (3). 

Água de bromo em casa

água de bromo é uma solução aquosa obtida industrialmente por dissolução de bromo em água (cerca de 3,6 g de bromo por 100 g de água). É um reagente usado como agente oxidante suave e para detectar a natureza insaturada de compostos orgânicos. No entanto, o bromo livre é uma substância perigosa e, além disso, a água de bromo é instável (o bromo evapora da solução e reage com a água). Portanto, é melhor obter uma pequena solução alternativa e usá-la imediatamente para experimentos.

Você já aprendeu o primeiro método para detectar brometos: a oxidação que leva à formação de bromo livre. Desta vez, adicione algumas gotas de H à solução de brometo de potássio KBr no frasco.₂SO₄ e parte de peróxido de hidrogênio (3% H₂O₂ usado como desinfetante). Depois de um tempo, a mistura fica amarelada:

2 KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →K₂SO₄ +Br₂ + 2H₂O

A água de bromo assim obtida é poluída, mas X é a única preocupação.₂O₂. Portanto, deve ser removido com dióxido de manganês MnO.₂que irá decompor o excesso de peróxido de hidrogênio. A maneira mais fácil de obter o composto é a partir de células descartáveis ​​(designadas como R03, R06), onde está na forma de uma massa escura enchendo um copo de zinco. Coloque uma pitada da massa no frasco e, após a reação, despeje o sobrenadante e o reagente está pronto.

Outro método é a eletrólise de uma solução aquosa de KBr. Para obter uma solução de bromo relativamente pura, é necessário construir um eletrolisador de diafragma, ou seja, basta dividir o vidro com um pedaço de papelão adequado (isso reduzirá a mistura dos produtos da reação nos eletrodos). O eletrodo positivo será um bastão de grafite retirado da célula descartável 3 mencionada acima, e o eletrodo negativo será um prego normal. A fonte de energia é uma bateria de célula tipo moeda de 4,5 V. Despeje a solução KBr em um copo, insira os eletrodos com os fios conectados e conecte a bateria aos fios. Perto do eletrodo positivo, a solução ficará amarela (esta é a água de bromo) e bolhas de hidrogênio se formarão no eletrodo negativo (4). Há um forte cheiro de bromo acima do vidro. Extrair a solução com uma seringa ou pipeta.

4. Célula de diafragma caseira à esquerda e a mesma célula na produção de água de bromo (direita). O reagente se acumula ao redor do eletrodo positivo; bolhas de hidrogênio são visíveis no eletrodo negativo.

Você pode armazenar água de bromo por um curto período de tempo em um recipiente bem fechado, protegido da luz e em local fresco, mas é melhor experimentá-lo imediatamente. Se você fez papéis de amido de iodo de acordo com a receita da segunda seção do ciclo, coloque uma gota de água de bromo no papel. Uma mancha escura aparecerá imediatamente, sinalizando a formação de iodo livre:

2KI + Não.₂ → eu₂ + KVg

Assim como o bromo é obtido da água do mar, deslocando-o dos brometos com um agente oxidante mais forte (), o bromo desloca o iodo mais fraco do que os iodetos (é claro que o cloro também deslocará o iodo).

Se você não tiver papel de amido de iodo, despeje a solução de iodeto de potássio em um tubo de ensaio e adicione algumas gotas de água com bromo. A solução escurece e quando um indicador de amido (uma suspensão de farinha de batata em água) é adicionado, fica azul escuro - o resultado indica o aparecimento de iodo livre (5). 

5. Detecção de bromo. Acima - papel de iodo-amido, abaixo - uma solução de iodeto de potássio com indicador de amido (à esquerda - os reagentes para a reação, à direita - o resultado da mistura das soluções).

Duas experiências de cozinha.

Dos muitos experimentos com água de bromo, sugiro dois para os quais você precisará de reagentes da cozinha. No primeiro, pegue uma garrafa de óleo de colza,

7. Reação da água de bromo com óleo vegetal. A camada superior de óleo é visível (esquerda) e a camada inferior de água corada com bromo antes da reação (esquerda). Após a reação (à direita), a camada aquosa ficou descolorida.

girassol ou azeite. Despeje uma pequena quantidade de óleo vegetal em um tubo de ensaio com água de bromo e agite o conteúdo para que os reagentes se misturem bem. À medida que a emulsão lábil se decompõe, o óleo estará no topo (menos denso que a água) e a água de bromo no fundo. No entanto, a camada de água perdeu sua cor amarelada. Este efeito "proíbe" a solução aquosa e a utiliza para reagir com os componentes do óleo (6). 

O óleo vegetal contém muitos ácidos graxos insaturados (combinados com glicerina para formar gorduras). Os átomos de bromo estão ligados a ligações duplas nas moléculas desses ácidos, formando os correspondentes derivados de bromo. Uma mudança na cor da água de bromo é uma indicação de que compostos orgânicos insaturados estão presentes na amostra de teste, ou seja, compostos que possuem ligações duplas ou triplas entre os átomos de carbono (7). 

Para o segundo experimento de cozinha, prepare bicarbonato de sódio, ou seja, bicarbonato de sódio, NaHCO.₃e dois açúcares – glicose e frutose. Você pode comprar refrigerante e glicose no supermercado e frutose em um quiosque para diabetes ou em uma loja de produtos naturais. A glicose e a frutose formam a sacarose, que é um açúcar comum. Além disso, são muito semelhantes em propriedades e possuem a mesma fórmula total e, se isso não bastasse, transformam-se facilmente um no outro. É verdade que existem diferenças entre eles: a frutose é mais doce que a glicose e, em solução, vira o plano da luz na outra direção. No entanto, você usará diferenças na estrutura química para identificação: a glicose é um aldeído e a frutose é uma cetona.

7. Reação de adição de bromo à ligação

Você deve se lembrar que os açúcares redutores são identificados usando os testes de Trommer e Tollens. Vista externa do depósito de tijolos de Cu₂O (na primeira tentativa) ou um espelho de prata (na segunda) indica a presença de compostos redutores, como os aldeídos.

No entanto, essas tentativas não distinguem entre glicose aldeído e frutose cetona, uma vez que a frutose mudará rapidamente sua estrutura no meio reacional, transformando-se em glicose. É necessário um reagente mais fino.

Halogênios como 

Existe um grupo de compostos químicos que são semelhantes em propriedades a compostos semelhantes. Eles formam ácidos de fórmula geral HX e sais com ânions X- mononegativos, e esses ácidos não são formados a partir de óxidos. Exemplos de tais pseudo-halogênios são o ácido cianídrico venenoso HCN e o inofensivo tiocianato HSCN. Alguns deles chegam a formar moléculas diatômicas, como o cianogênio (CN).₂.

É aqui que entra a água de bromo. Faça soluções: glicose com adição de NaHCO₃ e frutose, também com adição de bicarbonato de sódio. Despeje a solução de glicose preparada em um tubo de ensaio com água de bromo e no outro - uma solução de frutose, também com água de bromo. A diferença é claramente visível: a água de bromo descoloriu sob a influência de uma solução de glicose, enquanto a frutose não causou nenhuma alteração. Os dois açúcares só podem ser distinguidos num ambiente ligeiramente alcalino (fornecido pelo bicarbonato de sódio) e com um agente oxidante suave, ou seja, água de bromo. O uso de solução fortemente alcalina (necessária para os testes de Trommer e Tollens) provoca a rápida conversão de um açúcar em outro e a descoloração da água de bromo também com frutose. Se quiser descobrir, repita o teste usando hidróxido de sódio em vez de bicarbonato de sódio.