जे लवण तयार करतात, भाग 4 ब्रोमिन

हॅलोजन कुटुंबातील आणखी एक घटक ब्रोमिन आहे. हे क्लोरीन आणि आयोडीन (एकत्रित हॅलोजन सबफॅमिली बनवते) मधील स्थान व्यापते आणि गटाच्या वरच्या आणि खालच्या शेजाऱ्यांच्या तुलनेत त्याचे गुणधर्म सरासरी आहेत. तथापि, ज्याला असे वाटते की हा एक रस नसलेला घटक आहे तो चुकीचा ठरेल.

उदाहरणार्थ, नॉन-मेटल्समध्ये ब्रोमिन हा एकमेव द्रव आहे आणि त्याचा रंग देखील घटकांच्या जगात अद्वितीय आहे. तथापि, मुख्य गोष्ट अशी आहे की त्याच्यासह घरी मनोरंजक प्रयोग केले जाऊ शकतात.

- इथे काहीतरी वाईट वास येत आहे! -

...... फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञ उद्गारला जोसेफ गे-लुसाकजेव्हा 1826 च्या उन्हाळ्यात, फ्रेंच अकादमीच्या वतीने, त्यांनी नवीन घटकाच्या शोधाचा अहवाल तपासला. त्याचे लेखक अधिक व्यापकपणे अज्ञात होते अँटोइन मुले. एक वर्षापूर्वी, 23-वर्षीय फार्मासिस्ट समुद्राच्या पाण्यातून रॉक मिठाच्या क्रिस्टलायझेशनमधून उरलेल्या ब्रूइंग सोल्यूशन्समधून आयोडीन मिळविण्याच्या शक्यतेची तपासणी करत होते (फ्रेंच भूमध्य सागरी किनाऱ्यासारख्या उबदार हवामानात मीठ मिळविण्यासाठी वापरली जाणारी पद्धत). सोल्युशनमधून क्लोरीनचे बुडबुडे होते, आयोडीन त्याच्या मीठातून विस्थापित होते. त्याला घटक प्राप्त झाला, परंतु काहीतरी वेगळे लक्षात आले - तीव्र गंध असलेली पिवळसर द्रवाची फिल्म. त्याने ते वेगळे केले आणि नंतर विलीन केले. अवशेष कोणत्याही ज्ञात पदार्थापेक्षा वेगळे गडद तपकिरी द्रव होते. बालारच्या चाचणीच्या निकालांवरून असे दिसून आले की हा एक नवीन घटक आहे. त्यामुळे त्यांनी फ्रेंच अकादमीकडे अहवाल पाठवला आणि त्याच्या निकालाची वाट पाहिली. बलारच्या शोधाची पुष्टी झाल्यानंतर, या घटकासाठी नाव प्रस्तावित करण्यात आले ब्रोमिन, ग्रीक ब्रोमोस पासून व्युत्पन्न, i.e. दुर्गंधी, कारण ब्रोमिनचा वास आनंददायी नाही (1).

खबरदारी खराब वास हा ब्रोमाइनचा एकमेव तोटा नाही. हा घटक उच्च हॅलोजन प्रमाणेच हानिकारक आहे आणि एकदा त्वचेवर जखमा सोडतो ज्या बरे करणे कठीण आहे. म्हणून, कोणत्याही परिस्थितीत ब्रोमिन त्याच्या शुद्ध स्वरूपात घेऊ नये आणि त्याच्या द्रावणाचा वास घेणे टाळावे.

समुद्राचे पाणी घटक

समुद्राच्या पाण्यात जगभरातील जवळजवळ सर्व ब्रोमिन असते. क्लोरीनच्या संपर्कात आल्याने ब्रोमिन बाहेर पडतो, जे पाणी फुंकण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या हवेसह अस्थिर होते. रिसीव्हरमध्ये, ब्रोमाइन कंडेन्स्ड केले जाते आणि नंतर डिस्टिलेशनद्वारे शुद्ध केले जाते. स्वस्त स्पर्धा आणि कमी प्रतिक्रियाशीलतेमुळे, ब्रोमिनचा वापर फक्त गरजेनुसारच केला जातो. फोटोग्राफीमधील सिल्व्हर ब्रोमाइड, लीड गॅसोलीन अॅडिटीव्ह आणि हॅलोन अग्निशामक एजंट यांसारखे अनेक उपयोग नाहीसे झाले आहेत. ब्रोमाइन हा ब्रोमाइन-झिंक बॅटरीचा एक घटक आहे आणि त्याची संयुगे औषधे, रंग, प्लॅस्टिकची ज्वलनशीलता कमी करण्यासाठी आणि वनस्पती संरक्षण उत्पादने म्हणून वापरली जातात.

रासायनिकदृष्ट्या, ब्रोमीन इतर हॅलोजनपेक्षा वेगळे नाही: ते मजबूत हायड्रोब्रोमिक ऍसिड HBr, ब्रोमाइन आयनसह क्षार आणि काही ऑक्सिजन ऍसिड आणि त्यांचे क्षार बनवते.

ब्रोमाइन विश्लेषक

ब्रोमाइड आयनच्या वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिक्रिया क्लोराईड्ससाठी केलेल्या प्रयोगांसारख्याच आहेत. सिल्व्हर नायट्रेट AgNO चे द्रावण जोडल्यानंतर₃ AgBr precipitates चा खराब विरघळणारा अवक्षेप, प्रकाश रासायनिक विघटनामुळे प्रकाशात गडद होतो. अवक्षेपणाचा रंग पिवळसर असतो (पांढऱ्या AgCl आणि पिवळ्या AgI च्या उलट) आणि जेव्हा NH अमोनियाचे द्रावण जोडले जाते तेव्हा ते खराब विद्रव्य असते._{एक्सएनयूएमएक्सएक} (जे ते AgCl पेक्षा वेगळे करते, जे या परिस्थितीत अत्यंत विद्रव्य आहे) (2). 

2. चांदीच्या हॅलाइड्सच्या रंगांची तुलना - प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यानंतर त्यांचे विघटन खाली दृश्यमान आहे.

ब्रोमाइड्स शोधण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे त्यांचे ऑक्सिडाइझ करणे आणि मुक्त ब्रोमिनची उपस्थिती निश्चित करणे. चाचणीसाठी आपल्याला आवश्यक असेल: पोटॅशियम ब्रोमाइड KBr, पोटॅशियम परमॅंगनेट KMnO₄, सल्फ्यूरिक ऍसिड द्रावण (VI) H₂SO₄ आणि सेंद्रिय सॉल्व्हेंट (उदा. पेंट पातळ). चाचणी ट्यूबमध्ये थोड्या प्रमाणात KBr आणि KMnO द्रावण घाला.₄आणि नंतर ऍसिडचे काही थेंब. सामग्री ताबडतोब पिवळसर होते (मूळतः ते जोडलेल्या पोटॅशियम परमॅंगनेटपासून जांभळे होते):

2KMno₄ +10KBr +8H₂SO4 → 2MnSO₄ + 6 हजार.₂SO₄ +5Br₂ + एक्सएनयूएमएक्सएच₂सर्व्हिंग जोडा बद्दल

3. जलीय थर (तळाशी) मधून काढलेले ब्रोमिन सेंद्रिय विद्राव्य थर लाल-तपकिरी (वर) रंगवते.

विलायची आणि सामग्री मिसळण्यासाठी कुपी हलवा. सोलून काढल्यानंतर, तुम्हाला दिसेल की सेंद्रिय थराने तपकिरी लाल रंग घेतला आहे. ब्रोमाइन नॉन-ध्रुवीय द्रवांमध्ये चांगले विरघळते आणि पाण्यातून द्रावकांकडे जाते. निरीक्षण केलेली घटना लूट (3). 

घरी ब्रोमिन पाणी

ब्रोमिन पाणी पाण्यात ब्रोमीन विरघळवून औद्योगिकरित्या प्राप्त केलेले जलीय द्रावण आहे (प्रती १०० ग्रॅम पाण्यात सुमारे ३.६ ग्रॅम ब्रोमिन). हा एक अभिकर्मक आहे जो सौम्य ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून वापरला जातो आणि सेंद्रिय संयुगेचे असंतृप्त स्वरूप शोधण्यासाठी वापरले जाते. तथापि, फ्री ब्रोमिन हा एक धोकादायक पदार्थ आहे आणि त्याशिवाय, ब्रोमाइनचे पाणी अस्थिर आहे (ब्रोमाइन द्रावणातून बाष्पीभवन होते आणि पाण्यावर प्रतिक्रिया देते). म्हणून, त्यावर थोडेसे उपाय करून ताबडतोब प्रयोगांसाठी वापरणे चांगले.

ब्रोमाइड्स शोधण्याची पहिली पद्धत तुम्ही आधीच शिकली आहे: ऑक्सिडेशन ज्यामुळे फ्री ब्रोमाइन तयार होते. यावेळी, फ्लास्कमध्ये पोटॅशियम ब्रोमाइड द्रावण KBr मध्ये H चे काही थेंब घाला.₂SO₄ आणि हायड्रोजन पेरोक्साइडचा भाग (3% एच₂O₂ जंतुनाशक म्हणून वापरले जाते). थोड्या वेळाने, मिश्रण पिवळसर होते:

2KBr+H₂O₂ +H₂SO₄ →के₂SO₄ + ब्र₂ + एक्सएनयूएमएक्सएच₂O

अशा प्रकारे प्राप्त होणारे ब्रोमिन पाणी प्रदूषित आहे, परंतु X ही एकमेव चिंता आहे.₂O₂. म्हणून, ते मॅंगनीज डायऑक्साइड MnO सह काढले जाणे आवश्यक आहे.₂जे जास्तीचे हायड्रोजन पेरॉक्साइड विघटित करेल. कंपाऊंड मिळवण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे डिस्पोजेबल पेशी (R03, R06 म्हणून नियुक्त), जेथे ते झिंक कप भरून गडद वस्तुमानाच्या स्वरूपात असते. फ्लास्कमध्ये वस्तुमानाचा एक चिमूटभर ठेवा आणि प्रतिक्रियेनंतर, सुपरनाटंट ओतणे, आणि अभिकर्मक तयार आहे.

दुसरी पद्धत KBr च्या जलीय द्रावणाचे इलेक्ट्रोलिसिस आहे. तुलनेने शुद्ध ब्रोमिन द्रावण मिळविण्यासाठी, आपल्याला डायाफ्राम इलेक्ट्रोलायझर तयार करणे आवश्यक आहे, म्हणजे. फक्त कार्डबोर्डच्या योग्य तुकड्याने काचेचे विभाजन करा (हे इलेक्ट्रोडवर प्रतिक्रिया उत्पादनांचे मिश्रण कमी करेल). पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड ही वर नमूद केलेल्या डिस्पोजेबल सेल 3 मधून घेतलेली ग्रेफाइट स्टिक असेल आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड नियमित खिळे असेल. उर्जा स्त्रोत 4,5V कॉईन सेल बॅटरी आहे. KBr सोल्यूशन बीकरमध्ये घाला, वायर जोडलेले इलेक्ट्रोड घाला आणि बॅटरीला वायरशी जोडा. पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडजवळ द्रावण पिवळे होईल (हे तुमचे ब्रोमिन पाणी आहे), आणि हायड्रोजनचे फुगे नकारात्मक इलेक्ट्रोडवर तयार होतील (4). काचेच्या वर ब्रोमिनचा तीव्र वास आहे. सिरिंज किंवा पिपेटने द्रावण काढा.

4. डाव्या बाजूला होममेड डायाफ्राम सेल आणि ब्रोमिन वॉटर (उजवीकडे) उत्पादनात समान सेल. अभिकर्मक सकारात्मक इलेक्ट्रोडभोवती जमा होतो; हायड्रोजन फुगे नकारात्मक इलेक्ट्रोडवर दृश्यमान आहेत.

आपण ब्रोमाइन पाणी थोड्या काळासाठी घट्ट बंद कंटेनरमध्ये ठेवू शकता, प्रकाशापासून संरक्षित आणि थंड ठिकाणी, परंतु ते लगेच वापरून पहाणे चांगले आहे. जर तुम्ही सायकलच्या दुसऱ्या विभागातील रेसिपीनुसार स्टार्च आयोडीन पेपर्स बनवले असतील तर कागदावर ब्रोमिन पाण्याचा एक थेंब टाका. एक गडद स्पॉट लगेच दिसून येईल, मुक्त आयोडीन तयार होण्याचे संकेत देईल:

2KI + Br.₂ → i₂ + KVg

ज्याप्रमाणे ब्रोमीन समुद्राच्या पाण्यातून ब्रोमाईड्सपासून अधिक मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट () च्या सहाय्याने विस्थापित करून मिळवले जाते, त्याचप्रमाणे ब्रोमाइन आयोडाइड्सपासून कमकुवत आयोडीन विस्थापित करते (अर्थात, क्लोरीन देखील आयोडीन विस्थापित करेल).

तुमच्याकडे आयोडीन स्टार्च पेपर नसल्यास, पोटॅशियम आयोडाइडचे द्रावण एका चाचणी ट्यूबमध्ये घाला आणि ब्रोमिन पाण्याचे काही थेंब घाला. द्रावण गडद होते आणि जेव्हा स्टार्च इंडिकेटर (पाण्यात बटाट्याच्या पिठाचे निलंबन) जोडले जाते तेव्हा ते गडद निळे होते - परिणाम मुक्त आयोडीनचे स्वरूप दर्शवते (5). 

5. ब्रोमाइन शोधणे. वर - आयोडीन-स्टार्च पेपर, खाली - स्टार्च इंडिकेटरसह पोटॅशियम आयोडाइडचे द्रावण (डावीकडे - प्रतिक्रियेसाठी अभिकर्मक, उजवीकडे - द्रावण मिसळण्याचा परिणाम).

स्वयंपाकघरातील दोन प्रयोग.

ब्रोमिन पाण्याच्या अनेक प्रयोगांपैकी, मी दोन सुचवितो ज्यासाठी तुम्हाला स्वयंपाकघरातील अभिकर्मकांची आवश्यकता असेल. प्रथम, रेपसीड तेलाची बाटली काढा,

7. वनस्पती तेलासह ब्रोमिन पाण्याची प्रतिक्रिया. तेलाचा वरचा थर दिसतो (डावीकडे) आणि पाण्याचा खालचा थर प्रतिक्रियेपूर्वी (डावीकडे) ब्रोमिनने डागलेला असतो. प्रतिक्रियेनंतर (उजवीकडे), जलीय थर विकृत झाला.

सूर्यफूल किंवा ऑलिव्ह तेल. ब्रोमिन पाण्याने टेस्ट ट्यूबमध्ये थोड्या प्रमाणात वनस्पती तेल घाला आणि त्यातील सामग्री हलवा जेणेकरून अभिकर्मक चांगले मिसळतील. लेबिल इमल्शन तुटल्यामुळे, तेल शीर्षस्थानी असेल (पाण्यापेक्षा कमी दाट) आणि ब्रोमिन पाणी तळाशी असेल. मात्र, पाण्याचा थर पिवळसर झाला आहे. हा प्रभाव जलीय द्रावणाला "निषिद्ध" करतो आणि तेलाच्या घटकांवर प्रतिक्रिया देण्यासाठी त्याचा वापर करतो (6). 

भाजीपाला तेलामध्ये भरपूर असंतृप्त फॅटी ऍसिड असतात (ग्लिसरीन एकत्र करून फॅट्स बनतात). ब्रोमाइन अणू या ऍसिडच्या रेणूंमध्ये दुहेरी बंधांशी जोडलेले असतात, संबंधित ब्रोमिन डेरिव्हेटिव्ह तयार करतात. ब्रोमाइन पाण्याच्या रंगात बदल हा असा संकेत आहे की चाचणी नमुन्यात असंतृप्त सेंद्रिय संयुगे उपस्थित आहेत, म्हणजे. कार्बन अणूंमध्ये दुहेरी किंवा तिहेरी बंध असलेले संयुगे (7). 

दुसऱ्या स्वयंपाकघरातील प्रयोगासाठी, बेकिंग सोडा, म्हणजे सोडियम बायकार्बोनेट, NaHCO तयार करा.₃, आणि दोन शर्करा - ग्लुकोज आणि फ्रक्टोज. तुम्ही सोडा आणि ग्लूकोज किराणा दुकानात आणि फ्रक्टोज डायबिटीज किओस्क किंवा हेल्थ फूड स्टोअरमध्ये खरेदी करू शकता. ग्लुकोज आणि फ्रक्टोज सुक्रोज तयार करतात, जी एक सामान्य साखर आहे. याव्यतिरिक्त, ते गुणधर्मांमध्ये खूप समान आहेत आणि समान एकूण सूत्र आहेत आणि जर हे पुरेसे नसेल तर ते सहजपणे एकमेकांमध्ये रूपांतरित होतात. खरे आहे, त्यांच्यात फरक आहेत: फ्रक्टोज ग्लुकोजपेक्षा गोड आहे आणि द्रावणात ते प्रकाशाचे विमान दुसऱ्या दिशेने वळवते. तथापि, ओळखण्यासाठी तुम्ही रासायनिक संरचनेतील फरक वापराल: ग्लुकोज हे अल्डीहाइड आहे आणि फ्रक्टोज हे केटोन आहे.

7. बंधनकारक करण्यासाठी ब्रोमिन जोडण्याची प्रतिक्रिया

तुम्हाला आठवत असेल की ट्रोमर आणि टोलेन्स चाचण्या वापरून साखर कमी करणे ओळखले जाते. वीट Cu ठेवीचे बाह्य दृश्य₂O (पहिल्या प्रयत्नात) किंवा चांदीचा आरसा (दुसऱ्यामध्ये) कमी करणाऱ्या संयुगांची उपस्थिती दर्शवते, जसे की अॅल्डिहाइड्स.

तथापि, हे प्रयत्न ग्लुकोज अॅल्डिहाइड आणि फ्रक्टोज केटोनमध्ये फरक करत नाहीत, कारण फ्रुक्टोज त्वरीत प्रतिक्रिया माध्यमात त्याची रचना बदलून ग्लुकोजमध्ये बदलेल. एक पातळ अभिकर्मक आवश्यक आहे.

हॅलोजन म्हणून 

रासायनिक संयुगांचा एक समूह आहे जो समान संयुगांच्या गुणधर्मांमध्ये समान असतो. ते सामान्य सूत्र HX चे ऍसिड आणि मोनोनेगेटिव्ह X– anions सह क्षार तयार करतात आणि ही ऍसिड ऑक्साईडपासून तयार होत नाहीत. अशा स्यूडोहॅलोजेन्सची उदाहरणे म्हणजे विषारी हायड्रोसायनिक ऍसिड HCN आणि निरुपद्रवी थायोसायनेट HSCN. त्यापैकी काही डायटॉमिक रेणू देखील तयार करतात, जसे की सायनोजेन (CN).₂.

येथेच ब्रोमिनचे पाणी येते. उपाय तयार करा: NaHCO च्या व्यतिरिक्त ग्लुकोज₃ आणि फ्रक्टोज, बेकिंग सोडा व्यतिरिक्त. तयार ग्लुकोजचे द्रावण एका चाचणी ट्यूबमध्ये ब्रोमाइन पाण्याने घाला आणि दुसऱ्यामध्ये - फ्रक्टोज द्रावण, ब्रोमिनच्या पाण्याने देखील घाला. फरक स्पष्टपणे दिसून येतो: ग्लुकोज सोल्यूशनच्या प्रभावाखाली ब्रोमाइनचे पाणी विकृत झाले, तर फ्रक्टोजमुळे कोणतेही बदल झाले नाहीत. दोन शर्करा फक्त किंचित अल्कधर्मी वातावरणात (सोडियम बायकार्बोनेटद्वारे प्रदान केलेल्या) आणि सौम्य ऑक्सिडायझिंग एजंटसह, म्हणजे ब्रोमिन वॉटरमध्ये ओळखल्या जाऊ शकतात. तीव्र क्षारीय द्रावणाचा (ट्रोमर आणि टोलेन्स चाचण्यांसाठी आवश्यक) वापर केल्याने एका साखरेचे दुस-या साखरेमध्ये जलद रूपांतर होते आणि फ्रक्टोजसह ब्रोमिनच्या पाण्याचा रंगही कमी होतो. तुम्हाला हे जाणून घ्यायचे असल्यास, बेकिंग सोडाऐवजी सोडियम हायड्रॉक्साईड वापरून चाचणी पुन्हा करा.