Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о броме и некоторых его свойствах.

Итак, бром — химический элемент 17 группы (по устаревшей классификации — седьмой группы главной подгруппы) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Атомный номер — 35. Относится к галогенам. В переводе с греческого бром означает зловонный.

Физически при нормальных условиях простое вещество бром представляет из себя тяжёлую едкую жидкость красно-бурого цвета. Запах — резкий, одновременно напоминает хлор и йод. Летуч и ядовит. Внешний вид жидкого брома и его паров представлен на фото ниже.

Бром, наряду с ртутью, является одним из двух элементов, находящихся в жидком состоянии при нормальных условиях. Температура плавления: −7.25 °C, температура кипения: +59.2 °C. Твердый бром — красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлическим блеском. Весь природный бром состоит из двух стабильных изотопов: Br-79 (50.54%) и Br-81 (49.46 %).

Бром значительно лучше растворим в воде по сравнению с иодом: растворимость 3.58 г в 100 мл воды при 20 °С. В присутствии бромидов растворимость повышается. Является сильным окислителем.

При работе с бромом необходимо использовать СИЗ, перчатки и спец.одежду. При содержании брома в воздухе около 0.001% (по объёму) уже наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, а в отдельных случаях — кровотечение из носа. При содержании около 0.02% (по объёму) наблюдается удушье и спазмы дыхательных путей, повреждение слизистых оболочек. Попадание жидкого брома на кожу вызывает зуд, а длительный контакт — медленно заживающие язвы. Смертельная доза брома для человека около 14 мг/кг.

Но можно ли относительно просто получить бром?! — оказывается можно. Именно этим мы сейчас и займёмся.

Итак, для получения брома нам понадобятся:

1. Бромид калия;

2. 30-35% раствор серной кислоты;

3. 30-37% раствор перекиси водорода;

4. Три плоскодонные колбы — пара КН-250 и одна КН-400;

5. Ёмкость объёмом 1.5-2 литра для охлаждения реакционной смеси;

6. Силиконовая трубка;

7. Фторопластовые пробки для колб с газоотводными трубками: для одной колбы КН-250 — с одной угловой трубкой с концом внутри колбы на уровне пробки; для второй колбы КН-250 — с двумя угловыми трубками с концом внутри колбы на уровне пробки; для колбы КН-400 — с одной угловой трубкой с концом внутри колбы на уровне дна и одной угловой трубкой с концом внутри колбы на уровне пробки. Резиновые пробки лучше не использовать т.к. они буквально за один эксперимент приходят в негодность;

8. 3% раствор аммиака, карбонат натрия (гидроксид натрия, либо гидроксид калия).

Итак, для начала необходимо собрать установку, показанную на рисунке ниже (можно, конечно, заморочиться с установкой немного сложнее и получить бром значительно чище и с более высоким выходом, но для проведения опытов достаточно и этого).

После этого необходимо самую правую колбу примерно на 2/3 заполнить 10% раствором карбоната натрия (либо 3% раствором гидроксида натрия / гидроксида калия) в 3% растворе аммиака — это нейтрализующий раствор для паров брома. Средняя колба при этом выполняет роль защиты на случай заброса реакционной смеси в газоотводную трубку — поверьте, вам не понравится взаимодействие реакционной смеси с нейтрализующим раствором напрямую в замкнутом объёме…

Далее необходимо в ёмкость для охлаждения реакционной смеси налить тот же самый нейтрализующий раствор максимально низкой температуры (лучше вперемешку со льдом).

Теперь можно в самую левую колбу поместить 30-40 г бромида калия и залить примерно 120 мл максимально охлаждённой смеси, состоящей из 30% раствора серной кислоты и 30% раствора перекиси водорода в соотношении 1:1. После этого реакционная смесь помещается в ёмкость для охлаждения. При этом уровень охлаждающей-нейтрализующей смеси в ёмкости должен быть чуть выше, чем уровень реакционной смеси в колбе. Теперь смесь аккуратно перемешивается до полного растворения бромида калия.

Теперь осталось только ждать — по мере протекания химических реакций жидкий бром будет постепенно скапливаться на дне колбы. Суммарно опыт занимает примерно час-полтора. Необходимо следить, что бы температура реакционной смеси не поднималась слишком высоко т.к.: во-первых, увеличивается растворимость брома в воде; во-вторых, значительно больше брома испаряется; в-третьих, в случае присутствия примесей (особенно переходных металлов) перекись водорода достаточно активно разлагается…

Несмотря на использование нейтрализующей смеси в качестве охладителя в любом случае необходимо проводить опыт в вытяжном шкафу (справедливо и обратное: даже если опыт проводится в вытяжном шкафу — в целях безопасности лучше проводить опыт с использованием нейтрализующей смеси — особенно это полезно на случай отключения электроэнергии).

Учитывая летучесть аммиака, в случае утечки брома (при негерметичных пробках либо плохом прилегании силиконовых трубок к газоотводным трубкам) вы это увидите визуально по образованию бромида аммония в виде клуб дыма в местах утечек (+ это дополнительная нейтрализация паров брома, не попавших в нейтрализующую смесь в правой колбе).

После окончания химических реакций бром со дна реакционной смеси можно отсосать пипеткой либо шприцем с загнутой под углом иглой. После этого бром помещается в герметичную, химически-стойкую тару (обычно запаивается в стеклянные ампулы).

При проведении опыта половина полученного брома мной была растворена в воде для получения бромной воды для некоторых других экспериментов, а вторая половина помещена во временную тару (пробка посажена на эпоксидную смолу).

Вживую жидкий бром выглядит вот так:

Долго хранить бром в такой импровизированной таре не получится т.к. он сильный окислитель и разрушает относительно быстро многие материалы. Так, например, резиновые пробки приходят в негодность после проведения всего одного эксперимента по его получению — они становятся твёрдые и пористые (для сравнения влажный иод у меня хранился в пробирке с резиновой пробкой больше года и при этом пробка сохранила свою эластичность). Временная пробка так же практически полностью разрушилась за 2 недели…

После получения брома остатки реакционной смеси можно нейтрализовать, приливая к нейтрализующему раствору. Этим же раствором можно промыть все колбы от остатков брома и временно поместить туда пробки (особенно резиновые с абсорбированным бромом). При этом при нейтрализации будут наблюдаться густые клубы дыма, состоящего в основном из бромида аммония, сульфата аммония и кислорода.

Вживую это выглядит вот так:

Учитывая, что температура плавления брома всего −7.25 °C попробуем его заморозить, поместив в морозильную камеру (температура в морозильной камере около -20 °C).

Бром плавится достаточно быстро (несмотря не небольшую примесь воды т.к. после получения я его не осушал). Вживую это выглядит вот так:

Вот такой он, бром…

А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!

Список использованной литературы:

1. Кратко о броме

2. Бром и всё о нём. Химия – просто

3. Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С. Бром // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 318—319. — 623 с.

4. Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с.

5. Справочник для химиков, инженеров, врачей. Вредные вещества в промышленности. Том 3. — Л.: Химия, 1977.