Бромная вода способ разделения смесей

Методы разделения смесей и очистки веществ

Научные методы исследования химических веществ и превращений. Методы разделения смесей и очистки веществ.

Методы разделения смесей и очистки веществ

1. Разделение жидкостей

Перегонка – разделение жидкостей, различающихся по температуре кипения.

Перегонку проводят в приборе, состоящем из колбы Вюрца (или круглодонной колбы с газоотводной трубкой), прямого холодильника, колбы-приемника, аллонжа, термометра и нагревательного прибора. Смесь жидкостей нагревают в перегонной колбе до температуры кипения каждого компонента, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник, отдельно каждый компонент смеси.

Дистилляция – очистка воды от твердых примесей.

Загрязненную жидкость нагревают в перегонной колбе до температуры кипения, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник.

2. Разделение жидкостей и твердых веществ

Фильтрование – метод разделения жидкостей и твердых веществ.

Фильтрованием отделяют нерастворимые твердые вещества от жидкости.

Выпаривание – метод разделения жидкостей и твердых веществ.

Выпариванием отделяют воду от растворенных в ней веществ.

Декантация – с ливание жидкости с отстоявшегося осадка. К ней целесообразно прибегать в тех случаях, когда в сравнительно большом количестве жидкости находится немного твердого вещества, которое легко оседает на дно.

3. Разделение смесей твердых веществ

Отстаивание	Магнитная сепарация
Например, смесь хлорида натрия и карбоната кальция можно разделить растворением в воде и последующим отстаиванием	Например, смесь серы и железных опилок можно разделить с помощью магнита:

Сублимация (возгонка) — очистка твердых веществ, способных при нагревании переходить непосредственно из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую фазу. Образующийся газ конденсируется охлаждаемой частью прибора. Сублимацию обычно проводят при температуре, близкой к температуре плавления вещества. Возгонкой можно очистить йод, серу, хлорид аммония.

Перекристаллизация. При повышенной температуре готовят насыщенный раствор очищаемого вещества, затем для удаления нерастворимых примесей раствор фильтруют через воронку для горячего фильтрования и охлаждают до низкой температуры. При понижении температуры растворимость вещества понижается, и основная часть очищаемого вещества выпадает в осадок, растворимые примеси остаются в растворе.

Хроматография. Метод разделения и анализа смесей веществ, который основан на распределении веществ между двумя фазами – неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент).

Источник

Способы разделения смесей

Для получения чистых веществ используют различные способы разделения смесей.

Способы разделения смесей
неоднородных (гетерогенных)	однородных (гомогенных)
— Отстаивание — Фильтрование — Действие магнитом — Центрифугирование	— Выпаривание. Кристаллизация. — Дистилляция (перегонка)

Процессы разделения смесей основаны на различных физических свойствах компонентов, образующих смесь.

Отстаивание

Отстаивание — это разделение неоднородной жидкой смеси на компоненты, путём её расслоения с течением времени под действием силы тяжести.

Отстаиванием можно разделить смесь нерастворимых в воде веществ, имеющих разную плотность.

Пример. Смесь из железных и древесных опилок можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Железные опилки опустятся на дно сосуда, а древесные будут плавать на поверхности воды (2), и их вместе с водой можно будет слить в другой сосуд (3):

На этом же принципе основано разделение смесей малорастворимых друг в друге жидкостей.

Пример. Смеси бензина с водой, нефти с водой, растительного масла с водой быстро расслаиваются, поэтому их можно разделить с помощью делительной воронки:

Отстаиванием также можно разделить вещества, которые осаждаются в воде с различной скоростью.

Пример. Смесь из глины и песка можно разделить, если высыпать её в сосуд с водой (1), взболтать и дать отстояться. Песок оседает на дно значительно быстрее глины (2):

Этот способ используется для отделения песка от глины в керамическом производстве (производство глиняной посуды, красных кирпичей и др.).

Центрифугирование

Центрифугирование — это разделение неоднородных жидких смесей путём вращения.

Пример. Если компоненты неоднородной жидкой смеси очень малы, такие смеси разделяют центрифугированием. Такие смеси помещают в пробирки и вращают с большой скоростью в специальных аппаратах — центрифугах.

Перед центрифугированием частицы смеси распределены по объёму пробирки равномерно. После центрифугирования более лёгкие частицы всплывают наверх, а тяжёлые оседают на дно пробирки.

С помощью центрифугирования, к примеру, отделяют сливки от молока.

Фильтрование

Фильтрование — это разделение жидкой неоднородной смеси на компоненты, путём пропускания смеси через пористую поверхность. В роли пористой поверхности может выступать бумажная воронка, марля, сложенная в несколько слоёв, или любой другой пористый материал, способный задержать один или несколько компонентов смеси.

Фильтрованием можно разделить неоднородную смесь, состоящую из растворимых и нерастворимых в воде веществ.

Пример. Чтобы разделить смесь, состоящую из поваренной соли и песка, её можно высыпать в сосуд с водой, взболтать и затем эту смесь пропустить через фильтровальную бумагу. Песок остаётся на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор поваренной соли проходит через фильтр:

При необходимости, растворённую поваренную соль из воды можно выделить выпариванием.

Действие магнитом

С помощью магнита из неоднородной смеси выделяют вещества, способные к намагничиванию.

Пример. C помощью магнита можно разделить смесь, состоящую из порошков железа и серы:

Выпаривание. Кристаллизация

Выпаривание — это способ разделения жидких смесей путём испарения одного из компонентов. Скорость испарения можно регулировать с помощью температуры, давления и площади поверхности испарения.

Пример. Чтобы растворённую в воде поваренную соль выделить из раствора, последний выпаривают:

Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаётся поваренная соль. Иногда применяют упаривание, т. е. частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворённое вещество выделяется в виде кристаллов. Этот процесс получил название кристаллизации.

Дистилляция (перегонка)

Дистилляция (перегонка) — это способ разделения жидких однородных смесей путём испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией её паров. Данный способ основан на различии в температурах кипения компонентов смеси.

Пример. При нагревании жидкой однородной смеси сначала закипает вещество с наиболее низкой температурой кипения. Образующиеся пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде. Когда этого вещества уже не останется в смеси, температура начнёт повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент:

Таким способом получают, к примеру, дистиллированную воду.

Источник

Бромная вода: что это такое и чем опасна для человека, химическая формула брома, методы очистки, взаимодействие с другими веществами

Рассмотрим раствор, активно используемый в промышленности. В фокусе внимания – бромная вода: что это такое, состав, как выглядит, структурная химическая формула и свойства, чем опасен бром для человека – пройдемся по всем этим вопросам, чтобы вы имели полное представление.

Сразу отметим, что особенно важна и востребована оно в лабораториях, где используется для выявления алкенов, которые она идентифицирует, изменяя свой цвет. И развеем один старый миф: что ее якобы давали советским солдатам для снижения потенции. Вряд ли, потому что для этого не было поводов, она не уменьшает либидо и не оказывает отрицательного влияния на мужскую силу. Если ее и подливали в напитки, то лишь в качестве мягкого снотворного, хотя и этому нет никаких доказательств. Ну а теперь сосредоточимся на более специфических моментах.

Определение

Это раствор, состав которого можно записать по схеме:

«бром плюс вода и кислоты» (бромоводородная и бромноватистая)

В обычных условиях это желто-оранжевая по своему цвету жидкость с высокой степенью прозрачности. Является достаточно активным веществом, успешно сочетающимся как с органикой, так и с неорганическими соединениями. Довольно сильный окислитель, быстро воздействующий в щелочной среде на катионы Mn+3, Ni+3, Cr+3, Co+2, Fe+2, а также в отдельном порядке на фенолы.

Формула

Записывается максимально просто – Br2, – не только соответствуя встречающейся в природе молекуле элемента, но и отражая ее количественный и качественный состав.

Но также содержит HBr и HBrO, которые тоже заслуживают внимания, так как определяют особенности хранения. За счет наличия этих свободных кислот значительно снижает pH-уровень той технологической среды, в которую добавлена (и эта ее особенность имеет ключевое значение при фильтрации, естественно, при соблюдении должной дозировки). И является важным компонентом при проведении целого ряда анализов и при изготовлении многих органических препаратов.

Формула бромной воды в химии

Br2 позволяет определить молекулярную массу – из следующих уравнений:

Mr(Br2) = 2 х Ar(Br), то есть Mr(Br2) = 2 х 80 = 160

Одна из наиболее частых реакций:

Br2 + H2O ⇌ HBr + HBrO

Если развернуть это описание и осветить его более подробно, система уравнений приобретет вид:

Br2(K) + nH2O ⇌ Br2 x nH2O(P),

что, в свою очередь, можно преобразовать в:

Br2 x nH2O ⇌ HBr + HBrO + (n – 1) x H2O,

из этого вырастает:

HBr + H2O → Br- + H3O+,

HBrO + H2O ⇌ BrO- + H3O+

К тому, как взаимодействуют оксид брома и вода, нужно добавить, что массовая доля элемента в составе в норме не превышает 3,5%, но при наличии бромидов степень растворимости увеличится благодаря появлению следующих комплексов:

которые подвергаются постепенному разложению под воздействием света:

2HBrO → 2HBr + O2

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

Последний процесс запускает бромноватистая кислота и, чтобы его предупредить, следует держать вещество в затемненной таре или хотя бы не подвергать его воздействию прямых лучей. При должном хранении с соблюдением всех норм оно сбережет свои полезные в условиях лаборатории свойства в течение долгого срока.

Электронная формула

Оставим на время в стороне вещества, которые взаимодействуют с бромной водой, и посмотрим на строение атома Br. При массовом числе 80 у него 4 орбиты, по которым вокруг ядра вращаются 35 электронов. Также у него есть 45 нейтронов и 35 протонов.

Распределение можно записать так:

История открытия

Сам Br был впервые описан в 1826 году Антуаном Баларом – препаратором из Монпелье. Молодой ученый получил темно-бурую жидкость из сожженных морских водорослей и назвал ее муридом (по аналогии с латинским muria, то есть «рассол»). Хотя немногим раньше, в 1825м, ассистент профессора Гмелина, студент Левиг с помощью хлора выделил элемент из кройцнахского источника. Правда, пока немец собирал достаточное количество материала для проведения исследований, француз его опередил, заявив о своем открытии.

В любом случае заседатели специально собранной комиссии (среди которых был и знаменитый Гей-Люссак) из Парижской академии наук посовещались и признали название Балара неудачным. Дело в том, что в то время семейству солей хлороводородной кислоты было дано имя муриаты. Вот ученые и посчитали, что слишком созвучные термины вызовут путаницу, и вместо этого предложили вариант Brome (с греческого переводится как «зловонный»), потому что открытие неприятно пахло. Его и ввели в употребление по всему миру, естественно, с поправкой на языковые особенности.

Приготовление бромной воды: получение, применение, цвет

Сначала – несколько слов о самом Br. При стабильно комнатной температуре он является жидким (и это единственный неметалл с таким состоянием) и обладает теми же характеристиками, что и галогены. По своей реакционной способности он находится между хлором и йодом. Визуально он тягучий и красно-коричневый, прямо как NO2, но спутать их невозможно из-за запаха, ярко выраженного и негативно воспринимаемого обонянием.

Элемент повсеместно распространен и сегодня, причем наивысшее его содержание фиксируется в соленых озерах и морях (откуда он может попадать и в пресные источники). За счет более высокой плотности бром растворяется в воде очень легко, делая ее оранжевой.

Есть два способа приготовления – рассмотрим каждый. Согласно первому методу, нужно:

• взять 4 мл Br и 1 л дистиллированной H2O;
• интенсивно перемешать их в закрытой колбе.

При всей кажущейся простоте действия важно соблюдать предельную осторожность и работать только в защитной одежде и в вытяжном шкафу. Все потому, что при соединении двух компонентов выделяются ядовитые испарения.

Более безопасный, а значит и удобный вариант – расщепление порошка NaBr и помощью отбеливателя (с хлором, но без добавок и ароматизаторов) и HCl. Происходит следующим путем:

• ингредиенты соединяются в стакане;
• полученный раствор отправляют в чистую емкость (бутылку), в которую вливают средство бытовой химии;
• резервуар закрывают крышкой, проверяя плотность ее прилегания, и аккуратно встряхивают;
• результат смешивают с дистиллятом H2O.

Чем отличается бромная вода от брома: состав

Растворяясь, рассматриваемый нами элемент запускает реакции оксидации, которые приводят к диспропорциональному выделению бромида и гипобромита – в соответствии с представленной ниже закономерностью:

Br2 + H2O → BrO- + Br- + 2H+

Это продолжается таким же неравным образованием бромата и бромида – следующим образом:

3Br2 + 6OH → BrO3- + 5 Br- + 3H2O

Поведение присутствующих кислот определяет условия хранения. Содержать данный продукт необходимо в затемненной стеклянной посуде и не вынося на свет. Если пренебречь этими правилами и поднести жидкость под прямые солнечные лучи (или в тепло), это спровоцирует выделение кислорода. Что происходит с бромной водой в этом случае? Она не только теряет свои полезные характеристики, но и начинает испускать газ HBr, пары которого ядовиты и очень неприятно пахнут.

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Химические свойства

Подобно галогеновым смесям является замечательным оксидантом, хотя и немного проигрывает в этом плане хлорному раствору. Эффективно окисляет марганец, железо, никель, кобальт, хром, другие металлы. Отдельной строкой идут фенолы, при добавлении которых замещенные соединения выпадут в осадок. Эта операция выполняется с небольшим вливанием H2O в роли катализатора (иначе она протекала бы несколько дней).

Важнейшей особенностью является качественная реакция взаимодействия с бромной водой: если она обесцветится при введении органического соединения, значит, в добавке есть как минимум одна двойная связь СС, и взятый в качестве образца углеводород непредельный.

В каждом из случаев происходит именно радикальная замена, поэтому обязательным условием для эффективного течения эксперимента является наличие катализаторов и/или яркий свет.

Все объясняется электрофильным сложением, и особенно четко эта закономерность видна по пропусканию через среду любого алкина или алкена, допустим, этилена. По местам разрыва начнут присоединяться атомы Br, продолжая цепи. А если в качестве примера взять муравьиную кислоту, то будет также выделяться H и CO2 (диоксид серы, бром, вода – характерная комбинация).

Физические свойства

Тягучая желто-оранжевая жидкость, возможно, с красновато-коричневым оттенком с явным и сразу узнаваемым неприятным запахом. Внимание, ее пары ядовиты, поэтому хранить ее следует не просто в темноте, а в герметично закрытой емкости.

Также необходимо избегать ее попадания на кожу. В случае непродолжительного контакта пораженное место будет достаточно сильно зудеть, а вот длительное воздействие уже грозит болезненными ожогами или даже появлением язвочек. Поэтому, если вы вдруг допустите неосторожность, как можно скорее промойте поврежденный участок, а если рана еще и глубокая, смажьте ее мазью с NaHCO3.

Применение

1. Актуальна в лабораторных условиях, при проведении анализов на наличие непредельных углеводородов и масел. Используется ключевая особенность – делается ставка на то, что раствор брома в воде обесцветится при добавлении алкинов или алкенов. Например, при взаимодействии с этиленом (эффективном и в ситуации с перманганатом калия) будут образованы двойные и тройные связи ионов Br с p-электронами и выделится дибромэтан.

2. В медицинской сфере на основе данной жидкости изготавливают широкий ряд препаратов, применять которые необходимо строго по предписанию врача. Почему? Из-за накопительного эффекта элемента, при передозировке вызывающего целый ряд неприятных последствий (их мы отдельно разберем ниже).

3. Еще одна ниша – производство антипиренов, востребованных в строительстве. Br2 входит в состав многих пропиток, которыми обрабатывают древесину, ткани и другие материалы для придания им огнеупорных свойств.

Отдельно отметим, что ракетное топливо часто подвергается процедуре окисления бромной водой, что помогает сократить его расход, а соли рассматриваемого вещества востребованы при выпуске инсектицидов и пестицидов.

Способы получения

По характеру использования оборудования их можно разделить на два вида – рассмотрим оба.

Механический – мы уже описывали его раньше, но для закрепления предоставим еще один пример с другими концентрациями. Итак, потребуется:

• 1 мл Br и на каждые 250 мл дистиллированной H2O;
• закрытая колба для перемешивания компонентов;
• вытяжной шкаф и спецодежда для безопасности проведения процесса.

В числе минусов, напоминаем, ядовитые испарения. После приготовления жидкость необходимо хранить в непрозрачной и герметичной стеклянной емкости.

Электрохимический – в данном случае схема такая:

• на электролизер направляется водный раствор KBr, NaBr или другого щелочного металла с концентрацией 60 г/л;
• под током плотностью 1 кА/м2 поток подают на мембрану МФ-4СК-100;
• этот фильтр улавливает частицы Na и пропускает Br, который, при взаимодействии с H2O, образует Br2 и сопутствующие кислоты (HBr, HBrO).

Преимущество данной технологии в том, что все ее этапы можно проводить, не находясь в непосредственной близости с веществами, а значит и не вдыхая ядовитые испарения и не рискуя получить ожог от капли, случайно попавшей на кожу. Еще один плюс – в промышленных масштабах, ведь при производстве жидкости объем не ограничен размером колбы.

Методы очистки воды от брома

Каждый из них представляет собой комплекс последовательно осуществляемых воздействий: аэрирование, удаление углекислот, фильтрование, регенерацию и воплощается в жизнь на специализированном оборудовании. Поэтому рассмотрим их тезисно.

обработка адсорбентом, например, сильноосновным анионитом, смолой AB-17-8 – актуальна для стоков фармацевтических производств;

введение иодидов с последующим поглощением загрузкой на основе гидроксида алюминия – подходит для подземных источников, также богатых железом и марганцем;

комплексное воздействие – с кондиционированием, использованием гранулированных катионитов (сульфо- и карбоксильных), анодированием, пропусканием через слой активированного угля – вариант для жидкости, которая будет использоваться в хозяйственных целях и для питья и приготовления пищи.

Примеры реакций, при которых бромная вода обесцвечивается

Все они являются качественными, то есть сопровождающимися ощутимым эффектом.

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Первый случай – с алкеном, но также можно провести и другие аналогии:

CH2=CH2 – Br2 → Br – CH2–CH2 – Br

Второй – уже с алкином:

CH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr

Есть еще одна показательная ситуация и связана она с этиленом, который нужно пропустить через рассматриваемую жидкость; тогда получим:

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br–CH2Br

Алкадиены отличаются только тем, что у них сразу пара двойных связей, но взаимодействие будет таким же, как в примере №1. С кратными и тройными та же история.

Особняком стоит соединение, через которое зачастую пропускают изопрен, технический карбид кальция, нитраты алюминия и хрома. Это избыток бромной воды, формула которого записывается как 3Br2, и сочетание с ним приводит к самым разным результатам, в том числе и к выпадению осадка, и к образованию производных.

Значение Br для организма человека

Данный биогенный элемент оказывает важное влияние на здоровье, так как задействован в ряде реакций и входит в состав большинства тканей (мышечной, костной, зубной), содержится в крови, щитовидке, почках, а выводится с естественными выделениями.

У него комплексная роль:

• Способствует улучшению переваривания белка (за счет активации пепсина), регулирует кислотность желудочного сока.
• Оказывает влияние на катаболизм, улучшая выработку амилазы (расщепляет крахмал) и липазы (сложные жиры), снижает уровень сахара.
• Уменьшает потребление йода и концентрацию его радиоактивного изотопа, используется при профилактике эндемического зоба.
• Вытесняет хлор и позитивно воздействует на нервную систему, являясь отличным помощником при истерии, стрессах, бессоннице, эпилепсии, гипертонии.
• Улучшает работу гипофиза, надпочечников, желез внутренней секреции.

Отдельно отметим, как бромная вода реагирует с эякулятом: она повышает количество сперматозоидов. Таким образом, она не просто не снижает половое влечение – этот миф мы развенчали в самом начале обзора, – а даже способствует сохранению мужской силы и укреплению либидо.

Как сказывается недостаток Br на человеческом здоровье

• О его дефиците говорят такие признаки:
• раздражительность и общая нервозность, нарушения сна;
• проблемы с пищеварением;
• малое содержание гемоглобина в крови;
• понижение уровня кислотности желудочного сока.

У детей также может наблюдаться отставание в росте. Но обычно элемента вполне хватает – он в достаточном количестве поступает с пищей, причем даже тогда, когда питание не самое сбалансированное.

Передозировка Br

Рассуждая о том, какие вещества взаимодействуют с бромной водой, нельзя забывать, что это жидкость, которая может вызвать серьезнейшую интоксикацию – в силу следующих причин:

• пренебрежение правилами безопасности и/или неосторожность на производстве, оборачивающаяся вдыханием паров;
• злоупотребление Валокордином, Корвалолом и другими подобными лекарственными препаратами;
• неверное использование пестицидов, удобрений, ядохимикатов при работе в саду или огороде.

• приступы сухого кашля;
• головокружение, спутанность сознания;
• спазмы в горле, слезотечение;
• жидкий стул;
• увеличение лимфоузлов.

Кроме того, элемент может накапливаться в организме и со временем спровоцировать бромизм, то есть хроническую интоксикацию, для которой характерны:

• постоянные бронхиты и риниты;
• вялость, апатия, упадок сил;
• ухудшение зрения и слуха;
• конъюнктивит;
• специфические угри на коже.

В обоих случаях нужно идти к врачам, просто в первом – в срочном порядке, а во втором – не затягивая.

Воспользовавшись услугами компании «Вода Отечества», поставляющей высококачественное оборудование для водоочистки, вам не придется беспокоиться о здоровье ваших близких и собственном. Своевременное обнаружение и устранение причин опасного превышения веществ очень важно.

Всегда следует внимательно следить за чистотой скважины (или другого источника), регулярно проводя проверки на наличие примесей. Если в очередном заборе будет обнаружена повышенная концентрация Br, обращайтесь к нам. У нас вас проконсультируют опытные специалисты, не просто знающие, какого цвета бромная вода, какие у нее свойства и с чем она взаимодействует, но и в каждой конкретной ситуации подбирающие лучшее оборудование для эффективной фильтрации.

Источник