Содержание в земной коре брома составляет 3·10-5 %, а
иода 4 ·10-6 %. По
характеру распределения в природе оба элемента очень похожи на хлор, но
образование вторичных скоплений для них не характерно. Содержание в природе
астата ничтожно мало и свойства этого элемента почти не изучены.
Природный бром состоит из смеси изотопов 79Вr
(50,5 %) и 81Br (49,5 %), тогда как иод является "чистым” элементом
— состоит из атомов 127I. Для астата известны только радиоактивные
изотопы с небольшой продолжительностью жизни атомов (в среднем 12 ч для
наиболее долгоживущего 210At).
Основными источниками промышленного получения брома
являются воды некоторых соляных озер (0,01-0,5 % Вr) и морская вода (в среднем 0,007 % Вr).
Частично он добывается также из бромистых соединений, примеси которых обычно
содержатся в природных месторождениях калийных солей, и из буровых вод
нефтеносных районов (0,01-0,1 % Br).
Для промышленной добычи иода основное значение имеют
именно буровые воды, содержащие в среднем 0,003%. Другим источником этого
элемента является зола морских водорослей.
Для получения свободных брома и иода можно
воспользоваться вытеснением их хлором. Бром выделяется из раствора исходной
соли в виде тяжелой жидкости, иод — в твердом состоянии.
Иод был открыт в 1811 г., бром — в 1826 г.
Существование астата предсказывалось уже Д. И. Менделеевым. Элемент этот был
получен искусственно в 1940 г. Происхождение брома и иода земной поверхности такое же как хлора и фтора
— основные массы обоих элементов выделялись из горячих недр Земли в форме своих
водородных соединений.
При получении брома из морской (или озёрной) воды её
подкисляют серной кислотой до рН = 3,5 и обрабатывают хлором. Выделяющийся бром
перегоняют током воздуха в раствор соды, который после достаточного насыщения
бромом подкисляют. Реакции протекают по уравнениям:
2 NаВr + Сl2 = 2
NаСl + Вr2, затем
3 Вr2 + 3 Nа2СО3 = 5
NаВr + NаВrО3 + 3 СО2 и, наконец,
5 NаВr + NаВrO3 + 3 Н2SO4
= 3 Na2SO4 + 3 Вr2 + 3 Н2О.
Технический бром часто содержит примесь хлора. Для
очистки его обрабатывают концентрированным раствором СаВr2, причем
хлор вытесняет бром, который при разбавлении раствора выделяется в виде
тяжелого слоя, содержащего лишь очень немного (порядка 0,05 %) растворенной
воды.
В безводном состоянии бром может быть получен отгонкой
из смеси с концентрированной Н2SO4. Тройной точке на его
диаграмме состояния отвечает температура -7,3 °С и давление 46 мм рт. ст. Жидкий бром имеет весьма низкое значение
диэлектрической проницаемости (e = 3). Охлаждение его насыщенного водного раствора ведет к образованию
кристаллогидрата Вr2·8Н2О (т. пл. 6 °С). Известен также нестойкий кристаллосольват с
бензолом состава Вr2·С6Н6 (т. пл. -14 °С).
Так как содержание иода в буровых водах очень мало,
основной задачей при получении является его концентрирование. Это обычно
достигается выделением иода в свободном состоянии, чаще всего — по реакции:
2 NаI + 2 NаNО2 + 2 Н2SO4 =
2 Na2SO4 + I2 + 2 NО + 2 Н2О
с
последующей его адсорбцией на активированном угле. Из последнего иод извлекают
горячим раствором едкого натра по реакции:
3 I2 + 6 NаOH = 5 NаI + NаIO3 +
3 Н2О
После
насыщения раствора подкислением его вновь выделяют свободный иод по реакции
5 NаI + NаIO3 + 3 Н2SO4
= 3 Nа2SO4 + 3 I2 + 3 Н2О
Морская вода содержит около 5·10-6 % иода,
который извлекается из нее некоторыми водорослями и накапливается ими.
Например, широко используемая населением Китая и Японии в качестве пищевого
продукта ламинария (морская капуста)
содержит в воздушно-сухом состоянии около 0,5 % иода.
Для получения иода из золы морских водорослей её
обрабатывают водой и после упаривания
раствора оставляют его кристаллизоваться. Бульшая часть содержащихся в золе хлористых и сернокислых солей выпадает
при этом в осадок, а иодистые соли, как более растворимые, остаются в растворе.
Иод извлекают затем обработкой раствора хлором (или МnО2 и Н2SO4).
Это лишь фрагмент реферата, полный текст скачивайте по ссылке, размещенной вверху страницы.
|