Βρωμικό νάτριο(NaBrO3) (Σύνδεσμος:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/sodium-bromate-powder-cas-7789-38-0.html) είναι ένας άχρωμος ή λευκός κρύσταλλος που υπάρχει με τη μορφή άχρωμων ή λευκών κρυστάλλων, συνήθως με τη μορφή μπλοκ ή κόκκων. Έχει καλή διαλυτότητα στο νερό και μπορεί γρήγορα να διαλυθεί και να προκαλέσει αντιδράσεις ανταλλαγής πρωτονίων. Η διαλυτότητά του αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η κρυσταλλική δομή ανήκει στο ορθογώνιο κρυσταλλικό σύστημα. Οι παράμετροι του πλέγματος είναι a=7.713 Å, b=5.442 Å και c=6.496 Å. Μεταξύ αυτών, κάθε ιόν Na+ περιβάλλεται από οκτώ άτομα οξυγόνου και κάθε ιόν BrO3- γειτνιάζει με έξι ιόντα νατρίου. Είναι σχετικά σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά αντιδράσεις αποσύνθεσης συμβαίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες ή υπό συνθήκες θέρμανσης, παράγοντας χλωριούχο νάτριο και οξυγόνο. Έχει ισχυρές οξειδωτικές και λευκαντικές ιδιότητες και μπορεί να οξειδώσει και να καταστρέψει διάφορες οργανικές χρωστικές ουσίες, επιτυγχάνοντας έτσι τη λεύκανση των αντικειμένων. Χρησιμοποιείται ευρέως σε διαδικασίες λεύκανσης σε βιομηχανίες όπως η χαρτοποιία, η κλωστοϋφαντουργία, το δέρμα και το ξύλο.
Μέθοδος 1: Βρωμικό νάτριο (NaBrO3) μπορεί να παρασκευαστεί με την αντίδραση βρωμικού οξέος και υδροξειδίου του νατρίου.
Η εξίσωση έχει ως εξής:
HBrO3+NaOH → NaBrO3+H2O
Σε αυτή την αντίδραση, 1 mole βρωμικού οξέος (HBrO3) αντιδρά με 1 mol υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) για να παράγει 1 mole βρωμικού νατρίου (NaBrO3) και 1 mol νερού (H2Ο). Η αντίδραση διεξάγεται σε ισομοριακή αναλογία.
Βήμα 1: Προετοιμάστε εργαστηριακό εξοπλισμό και αντιδραστήρια
-Βεβαιωθείτε ότι το πείραμα διεξάγεται σε ασφαλές περιβάλλον και φοράτε κατάλληλο ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό, όπως πειραματικά γάντια, γυαλιά και τζάκετ εργαστηρίου.
-Προετοιμάστε ένα δοχείο αντίδρασης, όπως ένα ποτήρι ή μια ογκομετρική φιάλη, για την ανάμειξη των αντιδρώντων.
-Προμηθευτείτε τα απαιτούμενα αντιδραστήρια, συμπεριλαμβανομένου του βρωμικού οξέος (HBrO3) και υδροξείδιο του νατρίου (NaOH).
Βήμα 2: Ζυγίστε και αναμείξτε τα αντιδρώντα
-Ζυγίστε με ακρίβεια μια ορισμένη ποσότητα βρωμικού οξέος (HBrO3) και υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) χρησιμοποιώντας ζυγό.
Βήμα 3: Προσθέστε αργά αντιδρώντα
-Προσθέστε αργά το ζυγισμένο βρωμικό οξύ και το υδροξείδιο του νατρίου στο δοχείο αντίδρασης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, προσέξτε να αποφύγετε το πιτσίλισμα και παρατηρήστε προσεκτικά την αντίδραση.
Βήμα 4: Ανακάτεμα και ζέσταμα
-Ανακατεύουμε το μείγμα για να εξασφαλίσουμε ομοιόμορφη αντίδραση.
-Εάν απαιτείται θέρμανση, το δοχείο αντίδρασης μπορεί να τοποθετηθεί σε θερμαντική πλάκα ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα λουτρό ζεστού νερού για τον έλεγχο της θερμοκρασίας της αντίδρασης εντός ενός κατάλληλου εύρους. Η θέρμανση μπορεί να προάγει τον ρυθμό αντίδρασης.
Βήμα 5: Παρατήρηση και καταγραφή
-Παρατηρήστε τις αλλαγές χρώματος και την απελευθέρωση αερίων κατά τη διαδικασία αντίδρασης και καταγράψτε τις έγκαιρα.
Βήμα 6: Ψύξη και φιλτράρισμα
- Αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση, ψύξτε το δοχείο αντίδρασης σε θερμοκρασία δωματίου.
- Φιλτράρετε το προϊόν χρησιμοποιώντας διηθητικό χαρτί ή άλλες κατάλληλες μεθόδους για την αφαίρεση ακαθαρσιών.
Βήμα 7: Κρυστάλλωση και ξήρανση
-Τοποθετήστε το διηθημένο διάλυμα σε ένα σκεύος κρυστάλλωσης ή γυάλινο δοχείο και αφήστε το να κρυσταλλώσει αργά.
-Μπορείτε να προσθέσετε μερικούς διαλύτες (όπως νερό) ή να ρυθμίσετε τη θερμοκρασία για να ελέγξετε τον ρυθμό κρυστάλλωσης.
-Όταν ολοκληρωθεί η κρυστάλλωση, στεγνώστε απαλά το κρυσταλλικό στερεό με χαρτομάντιλο ή άλλη μέθοδο.
Βήμα 8: Συλλογή και αποθήκευση
-Συλλέξτε τα κρυσταλλικά στερεά με ένα στεγνό χαρτομάντιλο και τοποθετήστε τα σε ένα στεγνό δοχείο.
-Σφραγίστε το δοχείο και αποθηκεύστε το σε ξηρό, σκοτεινό μέρος.
Μέθοδος 2:
Η χημική εξίσωση για την αντίδραση βρωμίου και υδροξειδίου του νατρίου για την παραγωγή βρωμικού νατρίου:
ΜΒ2+6 NaOH → NaBrO3+5 NaBr+3 H2O
Αυτή η εξίσωση περιγράφει τη διαδικασία της αντίδρασης μεταξύ βρωμίου και υδροξειδίου του νατρίου για την παραγωγή βρωμικού νατρίου. Μέσω της αντίδρασης, 1 mol βρωμίου αντιδρά με 6 mole υδροξειδίου του νατρίου για να παραχθεί 1 mole βρωμιούχου νατρίου, 5 mole βρωμιούχου νατρίου και 3 mole νερού. Η αντίδραση διεξάγεται σε συγκεκριμένη μοριακή αναλογία.
Τα αναλυτικά βήματα είναι τα εξής:
Βήμα 1: Προσθέστε αργά βρώμιο στο διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου υπό ανάδευση και ελέγξτε τη θερμοκρασία μεταξύ 30-40 βαθμών .
Βήμα 2: Αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση, διηθήστε το ίζημα και πλύνετε με μεγάλη ποσότητα νερού, συγχωνεύοντας το διήθημα και το διάλυμα πλύσης.
Βήμα 3: Προσθέστε ενεργό άνθρακα για αποχρωματισμό στο συγχωνευμένο διάλυμα και διηθήστε για να λάβετε ένα διαυγές διάλυμα. Προσθέστε διττανθρακικό νάτριο στο διαυγές διάλυμα για να εξουδετερώσετε την περίσσεια υδροξειδίου του νατρίου, αφήστε το να σταθεί και διηθήστε το ίζημα υδροξειδίου του νατρίου.
Βήμα 4: Κρυσταλλώστε και διαχωρίστε το υδροξείδιο του νατρίου για να λάβετε κρυστάλλους διβρωμοτετραοξικού.
Βήμα 5: Διαλύστε τον κρύσταλλο διβρωμοτετραοξικού σε νερό, προσθέστε μια κατάλληλη ποσότητα διαλύματος βρωμιούχου νατρίου και διαχωρίστε τον κρύσταλλο για να λάβετε κρύσταλλο βρωμικού νατρίου.
Βήμα 6: Διαλύστε τους κρυστάλλους βρωμικού νατρίου σε νερό, προσθέστε μια κατάλληλη ποσότητα διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου και διαχωρίστε τους κρυστάλλους για να λάβετε κρυστάλλους διβρωμοοξικού νατρίου. Διαλύστε κρυστάλλους διβρωμοοξικού νατρίου σε νερό, προσθέστε μια κατάλληλη ποσότητα διαλύματος βρωμιούχου νατρίου και διαχωρίστε τους κρυστάλλους για να λάβετε κρυστάλλους βρωμιούχου νατρίου.
Μέθοδος 3:
Η χημική εξίσωση για την αντίδραση χλωρικού νατρίου και βρωμιούχου καλίου για την παραγωγή βρωμικού νατρίου:
3 NaClO3+6 KBr → 3 NaBrO3+5 KBr+3 Κλ2
Αυτή η εξίσωση περιγράφει τη διαδικασία της αντίδρασης μεταξύ χλωρικού νατρίου και βρωμιούχου καλίου για την παραγωγή βρωμικού νατρίου. Μέσω της αντίδρασης, 3 moles χλωρικού νατρίου αντιδρούν με 6 moles βρωμιούχου καλίου για να παραχθούν 3 moles βρωμιούχου νατρίου, 5 mole βρωμιούχου καλίου και 3 mole αερίου χλωρίου. Η αντίδραση διεξάγεται σε συγκεκριμένη μοριακή αναλογία.
Τα βασικά βήματα για την παρασκευή βρωμικού νατρίου είναι τα εξής:
Βήμα 1: Ασφαλής λειτουργία
Βεβαιωθείτε ότι οι εργασίες πραγματοποιούνται σε κατάλληλο εργαστηριακό περιβάλλον και φοράτε ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό όπως εργαστηριακά γάντια, γυαλιά και τζάκετ εργαστηρίου. Ακολουθήστε τις διαδικασίες λειτουργίας εργαστηριακής ασφάλειας.
Βήμα 2: Προετοιμάστε το δοχείο αντίδρασης και τα αντιδραστήρια
Επιλέξτε ένα κατάλληλο δοχείο αντίδρασης, όπως ποτήρι ή ογκομετρική φιάλη, και προετοιμάστε τα απαιτούμενα αντιδραστήρια. Αυτό περιλαμβάνει χλωρικό νάτριο (NaClO3) και βρωμιούχο κάλιο (KBr).
Βήμα 3: Ζύγιση και ανάμιξη αντιδραστηρίων
Ζυγίστε με ακρίβεια μια ορισμένη ποσότητα χλωρικού νατρίου και βρωμιούχου καλίου χρησιμοποιώντας ζυγό. Ανακατέψτε τα μαζί σύμφωνα με τις αναλογίες της χημικής εξίσωσης. Για παράδειγμα, αναμείξτε 1 mole χλωρικού νατρίου με 1 mole βρωμιούχου καλίου.
Βήμα 4: Ανακάτεμα και ζέσταμα
Χρησιμοποιήστε κατάλληλα εργαλεία όπως γυάλινες ράβδους για να ανακατέψετε το μείγμα για να εξασφαλίσετε ομοιόμορφη αντίδραση. Εάν είναι απαραίτητο να επιταχυνθεί ο ρυθμός αντίδρασης, η θέρμανση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε κατάλληλη θερμοκρασία. Η θέρμανση μπορεί να επιτευχθεί μέσω θερμαινόμενης πλάκας ή λουτρού ζεστού νερού.
Βήμα 5: Παρατήρηση και καταγραφή
Κατά τη διαδικασία της αντίδρασης, μπορείτε να παρατηρήσετε κάποια φαινόμενα, όπως αλλαγές χρώματος, απελευθέρωση αερίου κ.λπ. Καταγράψτε αυτές τις παρατηρήσεις έγκαιρα.
Βήμα 6: Ψύξη και κρυστάλλωση
Αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση, ψύξτε το δοχείο αντίδρασης σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτό μπορεί να προωθήσει την κρυστάλλωση του προϊόντος. Ο ρυθμός κρυστάλλωσης μπορεί να ελεγχθεί με ρύθμιση της θερμοκρασίας ή προσθήκη διαλυτών.
Βήμα 7: Διαχωρισμός και συλλογή προϊόντων
Χρησιμοποιήστε διηθητικό χαρτί ή άλλες κατάλληλες μεθόδους για να διαχωρίσετε το διάλυμα για να αφαιρέσετε ακαθαρσίες. Συλλέξτε το προϊόν και μεταφέρετέ το σε στεγνό δοχείο.
Βήμα 8: Στέγνωμα και αποθήκευση
Στεγνώστε απαλά το κρυσταλλικό στερεό με χαρτομάντιλο ή άλλο απορροφητικό υλικό και στη συνέχεια τοποθετήστε το σε στεγνό περιβάλλον για να στεγνώσει καλά. Τέλος, αποθηκεύστε το προϊόν σε σφραγισμένο δοχείο για να αποφύγετε την υγρασία και την οξείδωση.
Οι τρεις παραπάνω μέθοδοι είναι κοινές μέθοδοι παρασκευής βρωμικού νατρίου στο εργαστήριο και κάθε μέθοδος έχει τα δικά της πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και δυνατότητα εφαρμογής. Στην πραγματική παραγωγή, είναι απαραίτητο να επιλέγονται οι κατάλληλες μέθοδοι παρασκευής με βάση συγκεκριμένες συνθήκες.