Получение брома. Preparation of elemental bromine

Впервые бром получал несколько лет назад, смешивая бромид, бромат, и разбавленную серную кислоту. Но выход целевого продукта совсем не порадовал. К тому же, был израсходован весь (пусть и скудный) запас бромата. Спустя много времени, понимаешь, что такое "расточительство" было исключительно напрасным - с броматом можно было провести много интересных опытов. А полученный тогда бром, так и пылится в ампуле.

Сейчас решил повторить эксперимент, заменив окислитель - бромат на более дешёвую и доступную перекись водорода.

Воспользовался рецептом, который ранее обсуждался на форуме (в теме по брому [ссылка]).

"25 г бромида натрия NaBr (~12 мл по объему) залили 45 мл 80% серной кислоты (можно выпарить аккумуляторный электролит до дыма). Соль не растворяли перемешиванием. Раствор побурел.

(Первоначально собирались в 40-45% раствор бромида натрия лить конц. серную, но решили максимально упростить).

Затем было прилито 15 мл старого пергидроля (< 30% Н₂О₂). Смесь стали осторожно размешивать. При заметном разогреве останавливаем перемешивание, чтобы бром не закипел; охлаждаем, опуская в холодную воду. Бром скапливается на дне, кристаллики солей плавают над ним. Когда вся соль растворится, оставляем еще на 5 минут. Далее можно охладить до 0-5°С для уменьшения растворимости брома в воде.

Получается 6 мл брома (около 18 г, выход порядка 90%).

Его можно отделить в делительной воронке или откачать пипеткой. Можно дополнительно подсушить конц. серной и перегнать.

Для проведения реакции достаточно стеклянной банки, удобно закрепить на ней резинкой полиэтиленовую пленку и, проделав дырку, приливать пергидроль и перемешивать палочкой через нее.

При выливании даже бромной воды иногда образуется едкое бурое облако. Старайтесь выливать прямо под слой воды.

Бром практически не растворяет в себе воду и сразу после получения уже достаточно сухой."

Изначально решил делать чётко по методике: в бромид прилил концентрированную серную кислоту. Из колбы пошёл столб светлого "дыма", сильно пахнущего бромом. Решив, что происходит потеря бромоводорода, поспешил залить реакцию перекисью. Смесь неожиданно вскипела, из колбы ударил фонтан бурых паров. Пришлось спешно покинуть место эксперимента (благо, всё происходило на улице). Когда облако брома "утекло", повинуясь лёгкому ветерку, возвратился к месту эксперимента. В колбе была обнаружена только красная жидкость (раствор брома), и лишь несколько микрокапель брома, осевших на горлышке колбы. Последние, стекая вниз, вскипали, при соприкосновении с реакционной массой.

Потерпев фиаско, сделал для себя несколько выводов:

1. Серную кислоту необходимо приливать одновременно с перекисью, во избежание побочных реакций.

2. Реакция очень экзотермична. А летучесть брома всё только осложняет. Потребуется охлаждение.

Итак: получение брома.

Решено было увеличить количество веществ вдвое - по сравнению с рецептом. Использовал 50 граммов бромида натрия, 100 мл концентрированной серной кислоты, 40 мл перекиси водорода (около 30%).

Для начала, решено было смешать перекись водорода с серной кислотой (действуем исключительно по принципу: кислоту в воду). Медленно, порциями, прибавляем кислоту к перекиси. Каждый раз даём смеси остыть (главное, избежать термического разложения перекиси).

Я несколько поторопился, в результате началось разложение перекиси. Не бурное, но существенное. Ситуацию исправило охлаждение колбы в воде со льдом.

Далее все действия проводим, либо на улице (как в описанном случае), либо под хорошей тягой. Так как бром сочится и сквозь шлиф.

Чтобы минимизировать испарение брома, реакционная колба была помещена в воду со льдом.

Начинаем порционно приливать полученную смесь в колбу с бромидом натрия. После чего колбу следует закрывать пробкой (во избежание потери брома).

Удобнее, вероятно, было бы использование капельной воронки, продетой через резиновую пробку. Но, не найдя оной, решил обойтись "более кустарными" методами.

Вскоре становится заметно образование шариков брома на дне колбы.

Реакция успокаивается, вскипаний брома более не наблюдается.

Когда вся кислотно-пероксидная смесь прилита, была дополнительно добавлена перекись водорода (на тот случай, если в процессе реакции её было потерянно слишком много).

Реакционную колбу выдержал ночь. На дне - весело плещется бром, перетекая через кристаллы сульфата натрия.

Дальше - дело техники. Я решил особо не заморачиваться, отсосал бром с помощью шприца, и тут же запаял.

В реакционном растворе, тем не менее, ещё остались капли брома. Отделив их, решил провести знаменитую реакцию алюминия с бромом.

Как источник алюминия использовал два кусочка достаточно толстой алюминиевой проволоки. Из-за этого реакция получилась не красочной - следовало использовать алюминиевую фольгу.

В общей сложности, было получено 7-8 мл брома. Что более половины от теоретического. Конечно, маловато, но если учесть, что всё было проведено, в буквальном смысле, "без заморочек и подготовки", то это вполне прилично.

Preparation of elemental bromine

Download the Video / Скачать Видео (286 Мб, .avi )