Содержание.

1. Анализ иона брома…………………………………………………………………….3

1. 1 Физико - химические свойства брома………………………………………….3

1.2 Получение и применение брома………………………………………………...4

1. 3 Бром в организме………………………………………………………………...6

1.4 Нахождение брома в природе……………………………………………………7

2. Инфракрасная спектроскопия………………………………………………………...8

3. Список литературы……………………………………………………………………17

1. Анализ иона брома.

Бром (лат. Bromum), Br, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам; атомный номер 35, атомная масса 79,904; красно-бурая жидкость с сильным неприятным запахом. Бром открыт в 1826 французским химиком А. Ж. Баларом при изучении рассолов средиземноморских соляных промыслов; назван от греческого bromos — зловоние. Природный Бром состоит из 2 стабильных изотопов ⁷⁹Br (50,54%) и ⁸¹Вг (49,46%). Из искусственно полученных радиоактивных изотопов Бром наиболее интересен ⁸⁰Br, на примере которого И. В. Курчатовым открыто явление изомерии атомных ядер.

В химических соединениях проявляет главным образом валентность 1— (бромиды KBr) и 5+ (броматы KBrO₃). По химической активности занимает промежуточное положение между Cl и I. С кислородом непосредственно не реагирует, с водородом реагирует с образованием бромистого водорода, раствор которого в воде называется бромистоводородной кислотой. При пропускании хлора через бромную воду образуется бромноватая кислота:

5Cl₂ + Br₂ + 6Н₂О = 2HBrO₃ + 10HCl

Соли бромноватой кислоты — броматы — при обычных условиях устойчивы, проявляют окислительные свойства. Бром применяется для получения бромистых солей и различных органических бромпроизводных. Бром и бромная вода используются в химии как окислители. Соединения Брома применяются в медицине.

1. 1 Физические и химические свойства брома.

При -7,2°С жид­кий бром застывает, превращаясь в красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлическим блеском. Пары брома жёлто-бурого цвета, t_кип. 58,78°С. Плот­ность жидкого брома (при 20°С) 3,1 г/см3. В воде бром растворим ограниченно, но лучше других галогенов (3,58 г брома в 100 г Н2О при 20°С). Ниже 5,84°С из воды осаждаются гранатово-красные кристаллы Br_2*8H₂O. Особенно хорошо растворим бром во многих органических раство­рителях, чем пользуются для извлечения его из водных растворов. Бром в твердом, жидком и газообразном состоянии состо­ит из 2-атомных молекул. Заметная диссоциация на атомы начинается при температуре около 800°С; диссоциация наблю­дается и при действии света.

Конфигурация внешних электронов ато­ма брома 4s² 4p⁵. Валентность брома в соединени­ях переменна, степень окисления равна -1 (в бромидах, напр. КВr), +1 (в гипобромитах, NaBrO), +3 (в бромитах, NaBrO₂), +5 (в броматах, КВrО₃) и + 7 (в пербромагах, NaBrO₄). Химически бром весьма активен, занимая по реакционной способности место между хлором и йодом. Взаимодействие брома с серой, селеном, тел­луром, фосфором, мышьяком и сурьмой сопровождается сильным разогреванием, иногда даже появлением пламени. Так же энергично бром реагирует с некоторыми ме­таллами, например калием и алюминием. Однако многие металлы реагируют с без­водным бромом с трудом из-за образования на их поверхности защитной плёнки бро­мида, нерастворимого в броме. Из металлов наиболее устойчивы к действию брома, даже при повышенных температурах и в присут­ствии влаги, серебро, свинец, платина и тантал (золото, в отличие от платины, энергично реагирует с бромом). С кислородом, азотом и углеродом бром непосредственно не соединяется даже при повышенных температурах. Соединения брома с этими элемен­тами получают косвенным путём. Тако­вы крайне непрочные окислы Br₂O,BrO₂ и Вr₃О₈.

Бром - сильный окислитель. Так, он окисляет сульфиты и тиосульфаты в вод­ных растворах до сульфатов, нитриты до нитратов, аммиак до свободного азота. Бром вытесняет йод из его соединений, но сам вытесняется хлором и фтором. Свободный бром выделяется из водных растворов бро­мидов также под действием сильных окислителей в кислой среде. При растворении в воде бром частич­но реагирует с ней с образованием бромистоводо-родной кислоты НВr и неустойчивой бромноватистой кислоты НВrО. Раствор брома в воде называют бромной водой. Из реакций брома с орга­ническими соединениями наиболее характерны присоединение по двойной связи С=С, а также замещение водорода (обычно при действии катализаторов или света). 

1. 2 Получение и применение брома.

Исходным сырьём для получения брома слу­жат морская вода, озёрные и подземные рассолы и щелока калийного производства, содержащие бром в виде бромид-иона Вг^-. Бром выделяют при помощи хло­ра и отго­няют из раствора водяным паром или воздухом. Отгонку паром ведут в колон­нах, изготовленных из гранита, керамики или иного стойкого к брому материала. Сверху в колонну подают подогретый рассол, а снизу - хлор и водяной пар. Пары брома, выходящие из колонны, кон­денсируют в керамиковых холодильни­ках. Далее бром отделяют от воды и очища­ют от примеси хлора дистилляцией. Отгонка воздухом позволяет использо­вать для получения брома рассолы с его низ­ким содержанием, выделять бром из которых паровым способом в результате большо­го расхода пара невыгодно.

Из получае­мой бромовоздушной смеси бром улав­ливают химическими поглотителями. Для этого применяют растворы бромистого железа, которое, в свою очередь, получают восстановлением FеВг₃ железными стружками, а также раство­ры гидроокисей или карбонатов натрия или газообразный сернистый ангидрид, реагирующий с бромом в присутствии паров воды с образованием оромистоводородной и серной кислот. Из полученных полу­продуктов бром выделяют действием хлора или кислоты. В случае необходимости полу­продукты перерабатывают на бромистые соединения, не выделяя элементарного брома.

Вдыхание паров брома при содержании их в воздухе 1 мг/м³ и более вызывает кашель, насморк, носовое кровотечение, головокружение, головную боль; при более высоких концентрациях - удушье, брон­хит, иногда смерть. Предельно допусти­мые концентрации паров брома в воздухе 2 мг/м³. Жидкий бром действует на кожу, вызывая плохо заживающие ожоги, Работы с бромом следует проводить в вытяж­ных шкафах. При отравлении парами брома рекомендуется вдыхать аммиак, исполь­зуя для этой цели с пылью разбавленный раствор его в воде или в этиловом спирте. Боль в горле, вызванную вдыханием паров брома, устраняют приёмом внутрь горячего молока. Бром, попавший на кожу, смывают большим количеством воды или сдувают сильной струей воздуха. Обож­жённые места смазывают ланолином.

Бром применяют довольно широко. Он - исходный продукт для получения ряда бромистых солей и органических производ­ных. Большие количества брома расходуют для получения бромистого этила и дибромэтана - составных частей этиловой жидкости, добавляемой к бензинам для повышения их детонационной стойкости. Соединения брома применяют в фотографии, при производстве ряда красителей, бромистый метил и некоторые другие соединения брома - как ин­сектициды. Некоторые органические соединения брома служат эффективными огнетушащими средствами. Бром и бромную воду ис­пользуют при химических анализах для опре­деления многих веществ. В медицине исполь­зуют бромиды натрия, калия, аммония, а также органические соединения брома, которые применяют при неврозах, истерии, повы­шенной раздражительности, бессоннице, гипертонические болезни, эпилепсии и хорее.

1. 3 Бром в организме.

Бром — постоянная составная часть тканей животных и растений. Наземные растения содержат в среднем 7·10^-4% Бром на сырое вещество, животные ~1·10^-4%/ Бром найден в различных секретах (слезах, слюне, поте, молоке, желчи). В крови здорового человека содержание Бром колеблется от 0,11 до 2,00 мг%. С помощью радиоактивного Бром (⁸²Br) установлено избирательное поглощение его щитовидной железой, мозговым слоем почек и гипофизом. Введённые в организм животных и человека бромиды усиливают концентрацию процессов торможения в коре головного мозга, содействуют нормализации состояния нервной системы, пострадавшей от перенапряжения тормозного процесса. Одновременно, задерживаясь в щитовидной железе, Бром вступает в конкурентные отношения с йодом, что влияет на деятельность железы, а в связи с этим — и на состояние обмена веществ.

 Бром. Острые отравленя парами брома возможны в химической, фото-, кино- и кожевенной промышленности, в производстве ряда красителей и др.

Симптомы: при вдыхании паров брома возникают насморк, слезотечение, слюнотечение, конъюнктивит. Характерна коричневая окраска языка, слизистой оболочки рта и конъюнктив. Иногда появляются значительные носовые кровотечения и аллергические явления (сыпь, крапивница и др.). Острый бронхит и пневмония, возможен отек легких. Первая помощь. Вынести пострадавшего из отравленной зоны. Снять одежду, обмыть пораженные участки кожи спиртом. Вдыхание кислорода. Ингаляции щелочные и с 2 % раствором тиосульфата натрия. Пить теплое молоко с боржомом или с содой. Внутрь с пищей 10-20 г в сутки хлорида натрия (поваренная соль). Внутривенно 10 мл 10% хлорида кальция. Внутрь - димедрол, пипольфен - по 0,025 г. Сердечные средства.

  1. 5 Нахождение брома в природе.

Содержание Бром в земной коре (1,6·10^-4% по массе) оценивается в 10¹⁵—10¹⁶т. В главной своей массе Бром находится в рассеянном состоянии в магматических породах, а также в широко распространённых галогенидах. Бром — постоянный спутник хлора. Бромистые соли (NaBr, KBr, MgBr₂) встречаются в отложениях хлористых солей (в поваренной соли до 0,03% Br, в калийных солях — сильвине и карналлите — до 0,3% Br), а также в морской воде (0,065% Br), рапе соляных озёр (до 0,2% Br) и подземных рассолах, обычно связанных с соляными и нефтяными месторождениями (до 0,1% Br).

Благодаря хорошей растворимости в воде бромистые соли накопляются в остаточных рассолах морских и озёрных водоёмов. Бром мигрирует в виде легко растворимых соединений, очень редко образуя твёрдые минеральные формы, представленные бромиритом AgBr, эмболитом Ag (Cl, Br) и иодэмболитом Ag (Cl, Br, I). Образование минералов происходит в зонах окисления сульфидных серебросодержащих месторождений, формирующихся в засушливых пустынных областях.

2. Инфракрасная спектроскопия.

Инфракрасная спектроскопия (ИК спектроскопия), раздел молекулярной оптической спектроскопии, изучающий спектры поглощения и отражения электромагнитного излучения в ИК области, т.е. в диапазоне длин волн от 10^-6 до 10^-3 м. В координатах интенсивность поглощенного излучения - длина волны (или волновое число) ИК спектр представляет собой сложную кривую с большим числом максимумов и минимумов. Полосы поглощения появляются в результате переходов между колебательными уровнями основного электронного состояния изучаемой системы.

Спектральные характеристики (положения максимумов полос, их полуширина, интенсивность) индивидуальной молекулы зависят от масс составляющих ее атомов, геом. строения, особенностей межатомных сил, распределения заряда и др. Поэтому ИК спектры отличаются большой индивидуальностью, что и определяет их ценность при идентификации и изучении строения соединений. Для регистрации спектров используют классические спектрофотометры и фурье-спектрометры.

Основные части классического спектрофотометра - источник непрерывного теплового излучения, монохроматор, неселективный приемник излучения. Кювета с веществом (в любом агрегатном состоянии) помещается перед входной (иногда за выходной) щелью. В качестве диспергирующего устройства монохроматора применяют призмы из различных материалов (LiF, NaCl, KCl, CsF и др.) и дифракции решетки. Последовательное выведение излучения различных длин волн на выходную щель и приемник излучения (сканирование) осуществляется поворотом призмы или решетки.

Работа прибора по двух лучевой схеме основана на нулевом методе. Радиация от источника излучения 1 направляется с помощью зеркал 2 - 5 по двум каналам: в одном канале (I) помещается исследуемый образец (6), в другом (II) - фотометрический клин (7) и образец сравнения (8).

С помощью прерывателя (9) пучки света из каналов I и II попеременно проходят через диспергирующую систему монохроматора, образуемую призмой 10 из солей LiF, NaCl или KBr, разлагаются в спектр и поступают на приемник радиации болометр. Когда интенсивность пучков в обоих каналах одинакова, на болометр поступает постоянная тепловая радиация и сигнал на входе усилителя не возникает. При наличии поглощения, на болометр падают лучи разной интенсивности и на нем возникает переменный сигнал. Этот сигнал после усиления смещает фотометрический клин, сводя до нуля разность поглощения образца и фотометрического клина. Фотометрический клин механически связан с пером, перо регистрирует величину поглощения.

< >