Laboratorio di chimica in casa/Bromo

Nota: I simboli degli elementi numerati in nero indirizzano ad una pagina di laboratorio di chimica in casa, mentre quelli numerati in rosso rimandano alla pagina di it.Wikipedia (perché tali elementi non sono reperibili né in casa né nei normali laboratori chimici). (Ulteriori informazioni)

Bromo

Simbolo: Br
Elettronegatività: 2,96
Valenze: ±1, 3, 7
Peso atomico: 79,904 u
Classe: Alogeni
Forma molecolare: Br₂
Massa molecolare: 158,808 g/mol (Br₂)
Temperatura di fusione: -7,2 °C
Temperatura di ebollizione: 59 °C

Densità: 3119 kg/m³

Il bromo è il terzo degli alogeni, corrisponde al numero 35 della tavola periodica; come tutti gli alogeni è caratterizzato da alta reattività: può assumere numerosi stati di ossidazione tra cui il bromuro (Br^-) e il perbromato (BrO₄^-).

Avvertenze

Il bromo è molto volatile: a temperatura ambiente emette vapori simili a quelli del diossido di azoto. I vapori del bromo sono molto irritanti per le vie respiratorie: un'esposizione prolungata provoca gravi danni ai bronchi. Proprio per questo, il bromo va maneggiato sotto cappa o all'aperto, con guanti antiacido, mascherina e occhiali di protezione.

Esso è inoltre molto pericoloso per contatto con la pelle (provoca gravi ustioni che scompaiono dopo certi mesi).

Sintesi principale

Presentiamo qui la sintesi del bromo, che è necessario eseguire in un luogo ben aerato, al fine di evitare l'inalazione dei vapori.

Essa consiste nell'ossidazione dell'acido bromidrico tramite il perossido di idrogeno, evitando l'utilizzo del cloro come ossidante.

Vetreria necessaria:

Un pallone a due colli
Un imbuto gocciolatore adattabile ad un collo del pallone
Un refrigerante Liebig
Un imbuto separatore

Reagenti utilizzati:

Acido solforico concentrato 96%
Acqua ossigenata 30-40%
Bromuro di Sodio NaBr

Con queste quantità, si dovrebbero ottenere 70gr di Bromo concentrato all'85% circa.

Per prima cosa si assembla l'apparato di distillazione. Nella caldaia (pallone a due colli, collegato al refrigerante in cui è fatta circolare l'acqua fredda) si inseriscono 100g di bromuro di sodio, 30 ml di acido solforico e 50 ml di acqua fredda. Si cerca di far sciogliere più bromuro possibile agitando e riscaldando un poco. Nell'imbuto si versano 45ml di acqua ossigenata. Al tubo del vuoto è inoltre necessario collegare una trappola basica per evitare fuoriuscite di vapori di bromo.

A questo punto, cominciare a scaldare e a far gocciolare lentamente l'acqua ossigenata (se non lo si fa prudentemente, si rischia la "salita" del liquido) Una volta fatta cadere una goccia, si aspetta che la reazione si calmi del tutto e se ne aggiunge un'altra.

La reazioni che avvengono sono le seguenti:

2 NaBr + H2SO4 --> Na2SO4 + 2 HBr

2 HBr + H2O2 --> Br2 + 2 H2O

Finita l'aggiunta del perossido si distilla ancora fintanto che si vedono passare, attraverso il refrigerante, i vapori di Br2. A distillazione ultimata si trova nel pallone oltre al bromo una significativa quantità di acqua. Per eliminarla si deve versare la miscela in un imbuto separatore ed inserirvi con estrema attenzione (goccia a goccia, o si rischia un'eccessiva fuoriuscita di vapori di bromo) circa 10 ml di acido solforico. Si agita quindi un poco ad imbuto chiuso e si separa lo strato acquoso da quello di bromo. Si pone tutto in un recipiente con tappo a smeriglio e quindi in frigo, ben chiuso.