Η αντίδραση μεταξύ βρωμιούχου νερού

Το βρώμιο είναι το τρίτο ελαφρύτερο από τα στοιχεία αλογόνου, που εκπέμπει κόκκινο-καφέ ατμούς σε θερμοκρασία δωματίου και εξατμίζεται για να παράγει ένα αέριο παρόμοιου χρώματος. Το βρώμιο, στη στοιχειακή του κατάσταση, είναι πολύ αντιδραστικό. Δεν υπάρχει φυσικά. Ο Carl Jacob το 1825 και ο Antoine Ballard το 1826 ήταν οι δύο πρώτοι επιστήμονες που αναγνώρισαν το βρώμιο. Το βρώμιο είναι ουσιαστικά λιγότερο κοινό στον φλοιό από το φθόριο ή το χλώριο. Είναι το 46ο πιο άφθονο συστατικό στον φλοιό της γης. Λόγω ενός σημαντικού μακροπρόθεσμου σταδίου εξόρυξης, το βρώμιο βρίσκεται πλέον πιο συχνά στους ωκεανούς.

Η δοκιμή βρωμίου νερού προσδιορίζει την παρουσία αλκενικών ή αλκανικών υδροξυλομάδων σε μια χημική ουσία. Προκαλεί μια πρόσθετη αντίδραση, με αποτέλεσμα ένα αποχρωματισμένο διάλυμα.

Κατασκευή βρωμίου

Απαιτείται μια παροχή χλωρίου και ένα διάλυμα που περιέχει ιόντα βρωμιδίου για την παραγωγή βρωμίου στο εργαστήριο. Το βρώμιο θα πρέπει να απομονωθεί επαρκώς από το διάλυμα μετά τη δημιουργία του.

Ακολουθεί ο τρόπος με τον οποίο τα οξειδωτικά ιόντα βρωμιδίου παράγουν το βρώμιο:

2Br-(aq) → Br₂ (l)+2e-

Υπάρχουν δύο βήματα για τη διαδικασία:

1. Οξείδωση ιόντων βρωμιδίου σε βρώμιο.
2. Καθαρισμός βρωμίου.

Οξείδωση ιόντων βρωμιδίου σε βρώμιο

Το χλώριο και το νερό ωθούνται προς τα πάνω φυσώντας τον πύργο και προς τα κάτω στη θερμαινόμενη άλμη που περιέχει πολλά ιόντα βρωμιδίου.

Το βρώμιο μπορεί να εξαχθεί από ένα τέτοιο διάλυμα με οξείδωση ιόντων βρωμιδίου με αέριο χλώριο:

Cl₂ (g) + 2Br-(aq) -> 2Cl-(aq) + Br₂ (ζ).

Η αντίδραση μεταξύ βρωμιούχου νερού και διαφορετικών λειτουργικών ομάδων αναφέρονται παρακάτω:

1. Αλκένιο

Μια πρόσθετη αντίδραση συμβαίνει μεταξύ βρωμίου και αλκενίου. Για παράδειγμα, όταν το αιθένιο συνδυάζεται με βρωμιούχο νερό, σχηματίζει 1, 2 διβρωμοαιθάνια. Εάν τα αντιδρώντα είναι αέρια, η αντίδραση πρέπει να γίνει σε θερμοκρασία δωματίου (αιθένιο). Ακόμη και όταν το διάλυμα βρωμίου συνδυάζεται με αιθένιο, χάνει το χρώμα του.

Ωστόσο, κυρίως με την ύπαρξη τετραχλωρομεθανίου, τα ρευστά αλκένια όπως το κυκλοεξένιο αλληλεπιδρούν σε βρωμιούχο υδατικό διάλυμα.

2. Ανιλίνη

Το νερό βρωμίου αλληλεπιδρά με ανιλίνη ή φαινυλαμίνη. Αυτή η αντίδραση σχηματίζει ένα λευκό ίζημα και τον αποχρωματισμό του βρωμιούχου νερού.

3. Ενόλη

Η βρωμιωμένη κετόνη παράγεται όταν οι ενόλες υποβάλλονται σε κάτι σαν δοκιμή βρωμίου νερού.

4. Κετόνες

Η ηλεκτροφιλική αντίδραση αντικατάστασης άλφα λαμβάνει χώρα μεταξύ της κετόνης και του βρωμιούχου νερού κοντά στην καρβονυλική ομάδα, δίνοντας ένα διαυγές διάλυμα βρωμιωμένων μορίων.

5. Αλδεΰδες

Όταν η αλδεΰδη ενώνεται σε βρωμιούχο νερό, λαμβάνει χώρα μια διαδικασία οξείδωσης, με αποτέλεσμα να είναι άχρωμο.

6. Γλυκόζη

Η δοκιμή βρωμίου νερού είναι ένας αποτελεσματικός και εύκολος τρόπος για να ξεχωρίσετε μεταξύ φρουκτόζης και γλυκόζης. Όταν η γλυκόζη αντιδρά στο βρωμιούχο νερό, διεξάγει μια διαδικασία οξείδωσης, δίνοντας γλυκουρονικό οξύ. Η φρουκτόζη δεν ξεκινά μια διαδικασία οξείδωσης επειδή το βρωμιούχο νερό είναι ένας μέτριος οξειδωτικός παράγοντας.

7. Φαινόλες

Εκτός από το βρωμιούχο νερό, οι φαινόλες αναλαμβάνουν ηλεκτροφιλική υποκατάσταση, δίνοντας ένα βρωμιωμένο προϊόν. Το βρώμιο νερό αποχρωματίζεται καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας, με αποτέλεσμα κάποια λευκά υπολείμματα.

8. Αλκάνιο

Η ένωση αλκανίου δεν αλληλεπιδρά με το υγρό διάλυμα βρωμίου. Ως εκ τούτου, το διάλυμα βρωμίου διατηρεί το βαθύ κίτρινο χρώμα του.

Διαδικασία αποκόλλησης βρωμίου

Το βρώμιο, το χλώριο και οι υδρατμοί συνδυάζονται για να δημιουργήσουν ένα ζεστό συνδυασμό καυσαερίων που εκτοξεύεται από την κορυφή ενός κτιρίου. Αυτός ο συνδυασμός περνάει από μερικές φάσεις, όπως παρακάτω.

1. Η διαδικασία της συμπύκνωσης

Όπως υποδηλώνει ο τίτλος, το μείγμα αερίων ψύχεται σε αυτό το στάδιο. Το βρώμιο μπορεί να εξατμιστεί ακριβώς όταν ο ζεστός συνδυασμός καυσαερίων εισέλθει στον συμπυκνωτή. Επειδή η θερμοκρασία στον εξαγωγέα είναι ανεπαρκής για να συγκεντρωθεί το αέριο χλώριο, διαχωρίζεται από το νερό. Το χλώριο υπάρχει στο βρώμιο και ο πλούσιος σε νερό εξατμιστήρας πηγαίνει προς τον πύργο αντίδρασης καθώς διαχωρίζεται. Το υγρό διάλυμα που περιέχει χλώριο και η υγρή φάση που περιέχει νερό και βρώμιο διαχωρίζονται σε διαχωριστή.

2. Αποστασιοποίηση

Δύο στρώματα αναπτύσσονται μέσα στο διαχωριστικό:το βαρύτερο ανώτερο και το κάτω στρώμα βρωμίου. Το υγρό του είναι το ελαφρύτερο και ανώτερο στρώμα. Βρώμιο και χλώριο, ήπια υδατοδιαλυτά, υπάρχουν μέσα στο στρώμα του νερού. Τα στρώματα επιστρέφουν προς τον πύργο αντίδρασης μόλις ολοκληρωθεί ο διαχωρισμός. Το στρώμα βρωμίου, το οποίο περιέχει χλώριο και νερό ως μολυντές, φιλτράρεται περαιτέρω.

3. Ξήρανση και διήθηση

Το βρώμιο δεν είναι εντελώς καθαρό μετά τη διαδικασία διαχωρισμού, καθώς περιέχει χλώριο &νερό. Το βρώμιο εξήχθη από το χλώριο, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του νερού αποστάχθηκε. Επίσης, το χλώριο και το μεγαλύτερο μέρος του νερού επανακυκλοφόρησαν στον πύργο απόκρισης. Μια μέθοδος ξήρανσης, όπως η επεξεργασία υγρού βρωμιδίου με χρήση ισχυρού θειικού οξέος, εξαλείφει το υπόλοιπο νερό.

Το βρώμιο μπορεί επίσης να παραχθεί σε εργοστασιακή ρύθμιση.

Συμπέρασμα

Το βρώμιο είναι πολύ διαλυτό στο νερό και είναι φυσικό στοιχείο. Διαλύεται στο νερό και έχει μια κοκκινοκαφέ απόχρωση με μια οσμή που μοιάζει με χλωρίνη.

Το βρώμιο παράγεται συνήθως με έγχυση χλωρίου σε υδατικά μείγματα πλούσια σε βρωμίδιο, pH-3,5. Το υδροχλώριο και ο αέρας χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό του αλμυρού νερού. Το βρωμίδιο οξειδώνεται σε βρώμιο από το χλώριο. Η δοκιμή βρωμίου νερού αξιολογεί εάν οι υδρογονάνθρακες είναι κορεσμένοι ή ακόρεστοι. Οι δοκιμές βρωμίου νερού είναι εύκολο να πραγματοποιηθούν σε οργανικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των φαινολών, αλκενίων, ενώσεων ακετυλίου και ανιλινών. Η ύπαρξη μιας ακόρεστης ομάδας μέσα στο οργανικό μόριο υποδεικνύεται από μια αλλαγή στο χρώμα του βρωμιούχου νερού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.