ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Бром - тридцать пятый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Br от латинского «bromum». Расположен в четвертом периоде, VIIA группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 35.
Подобно хлору бром находится в природе преимущественно в виде солей калия, натрия и магния. Бромиды металлов содержатся в морской воде, в некоторых озерах и подземных рассолах.
В обычных условиях бром - красно-коричневая жидкость (рис. 1), малорастворимая в воде. При охлаждении водного раствора брома выделяются кристаллогидраты кларатного типа Br 2 ×8H 2 O. Хорошо растворим в органических растворителях (спирт, бензол, эфир, сероуглерод и т.д.).
Рис. 1. Бром. Внешний вид.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительной атомной массой элемента называют отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода.
Относительная атомная масса безразмерна и обозначается A r (индекс «r» — начальная буква английского слова relative, что в переводе означает «относительный»). Относительная атомная масса атомарного брома равна 79,901 а.е.м.
Массы молекул, также как массы атомов выражаются в атомных единицах массы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительной молекулярной массой вещества называют отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.
Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Известно, что молекула брома двухатомна - Br 2 . Относительная молекулярная масса молекулы водорода будет равна:
M r (Br 2) = 79,901 × 2 ≈160.
Известно, что в природе бром может находиться в виде двух стабильных изотопов 79 Br (50,56%) и 81 Br (49,44%). Их массовые числа равны 79 и 81 соответственно. Ядро атома изотопа брома 79 Br содержит тридцать пять протонов и сорок четыре нейтрона, а изотопа 81 Br - столько же протонов и сорок шесть нейтронов.
Существуют искусственные нестабильные изотопы брома с массовыми числами от 67-ми до 97-ми, а также четырнадцать изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 82 Br с периодом полураспада равным 35,282 часов.
На внешнем энергетическом уровне атома брома имеется восемь электронов, которые являются валентными:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .
В результате химического взаимодействия бром либо отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион, либо принимает электроны от другого атома, т.е. является их акцептором и превращается в отрицательно заряженный ион:
Br 0 +1e → Br 1- ;
Br 0 -1e → Br 1+ ;
Br 0 -3e → Br 3+ ;
Br 0 -5e → Br 5+ ;
Br 0 -7e → Br 7+ .
Молекула брома состоит из двух атомов - Br 2 . Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу брома:
ПРИМЕР 1
Какими свойствами обладает бром? Как взаимодействует с другими элементами? Насколько он ядовит? Что делать при отравлении его парами? Сколько мг находится в организме здорового человека? Суточная потребность, в каких продуктах содержится, дефицит и передозировка.
Бром был открыт французским химиком Антуаном Баларом в 1825 году. Тёмно-бурая дурно пахнущая жидкость была выделена в результате воздействия хлора на раствор, полученный после промывания золы морских водорослей. Изначально было предложено название «мурид», что в переводе с лат. означает «рассол, соляной раствор», но впоследствии новый элемент решили назвать бромом.
Бром является тяжёлой жидкостью с резким запахом, тёмно-фиолетового или чёрного цвета. Температура его плавления составляет 7,25, кипения – 59,2 градусов. Он в 6 раз тяжелее воздуха.
Растворимость: повышается в присутствии хлоридов и бромидов, понижается в присутствии сульфатов.
Взаимодействие: с хлором, фтором, йодом образует неустойчивые соединения, которые отличаются между собой высокой химической активностью. Не реагирует с азотом и кислородом даже при повышенных температурах, их нестойкие соединения получаются лишь косвенными методами.
При взаимодействии с металлами образует бромиды. Из элементов наиболее устойчивыми к действию брома являются платина и тантал, наименее – титан, серебро, свинец.
В свободном виде не встречается, находится в составе различных соединений (бромиды калия, натрия, магния). Собственные минералы брома – эмболит (хлорид и бромид серебра) и бромаргирит (бромид серебра) - очень редки.
Данное вещество достаточно ядовито: отравление может вызвать всего 3 г, летальный исход – от 35 г. Поэтому при содержании в воздухе 0,001 % брома появляются головокружение и кровотечение из носа, раздражаются слизистые оболочки. Концентрация 0, 02% может явиться причиной удушья, заболеваний дыхательных путей, спазмов. При попадании на кожу появляется зуд, при длительном воздействии – медленно заживающие язвы.
Бром способен влиять на лимфатические железы, особенно на околоушную железу, яички и яичники. Причём железы поражаются только на левой стороне: увеличиваются в объеме и затвердевают.
Даже при внутреннем приёме малых доз он негативно воздействует на спинной и головной мозг – подавляет рефлекторную возбудимость, снижает интеллектуальную способность, вызывает сонливость.
Если произошло отравление парами брома, то пострадавшего нужно срочно вывести на свежий воздух, Чтобы восстановить дыхание, можно воспользоваться тампоном, предварительно смочив его в нашатырном спирте, и периодически подносить к носу на короткое время. В дальнейшем лечение должен проводить только врач.
Если произошло бытовое отравление бромидами, принятыми внутрь, то пострадавшему дают молоко с размешанным яйцом, несколько раз вызывают рвоту, при этом контролируют, чтобы в дыхательные пути не могли попасть рвотные массы. Возможно также питьё тёплого крахмального мучного клейстера и активированного угля. Для выведения из организма токсинов в течение дня необходимо употреблять поваренную соль (10-30 г), разведённую в большом объёме воды (3,5 л).
При ожоге кожи жидким бромом необходимо многократно промывать её водой.
В тканях и органах взрослого человека он содержится в количестве 200-300 мг: гипофизе, почках, щитовидной железе, костной и мышечной ткани, крови. Из организма выделяется с потом и мочой. Выполняет следующие функции:
Для взрослого человека она составляет 3-8 мг.
История возникновения брома уходит в далекие 20 года 19 столетия. В этот период два химика, немецкий Левих и французский Балар, выявили новый химический элемент. Первичное название своему открытию французский химик Балар присвоил «мурид», что в переводе означало рассол.
Это связано с тем, что в этот период химик занимался доскональным изучением средиземноморских соляных промыслов.
За счет наличия характерного, неприятного, специфического запаха, выявленный химический элемент, получил новое название бром. Он является одним из основных составляющих периодической системы химических элементов Менделеева. В данной таблице бром находится в седьмой группе 4–го периода. Бром - химический элемент с неметаллическими свойствами, порядковым атомным номером 35 и молекулярным весом около 80. Обозначается химическим символом Br.
Бром является распространенным компонентом, который содержится практически в каждом элементе окружающей среды. Наибольшая концентрация данного вещества содержится в морской и озерной воде. В зависимости от географического расположения водоемов бром может иметь следующие соединения: калий бромистый, натрия бромид либо бромистый магний. Максимальное количество данного вещества появляется при испарении морской воды. Также бром встречается в составе многих растений и даже в горных породах. Стоит отметить, что натуральным обогащенным бромом продуктом является морская соль.
При нормальном функционировании организма средний показатель содержания брома составляет 300 мг. Основные места локализации данного элемента:
Данный химический элемент характеризуется жидкой формой с большой плотностью, красно-бурым оттенком, резким неприятным запахом. Это единственный неметалл, который сохраняется в первоначальной форме при комнатных условиях.
Бром и продукты его испарения относятся к токсичным и ядовитым веществам, которые при попадании на кожные покровы и слизистые способствуют возникновению ожога. Поэтому, учитывая свойства брома, работать с ним необходимо в специальных условиях, используя средства индивидуальной защиты.
Природный бром состоит из двух стабильных изотопов. Его молекула содержит 2 атома, именно поэтому данный элемент в химии обозначается формулой Br2.
Среднестатистическому здоровому человеку для нормального функционирования всех систем организма требуется определенное количество брома. Его норма составляет от 0,3 до 1 г. Точное количество подбирается с учетом возраста, местности проживания, образа жизни и качества питания.
Одним из основных источников брома для человека являются продукты питания. Среди них стоит выделить:
Бром в чистом виде относится к сильным ядам, пероральный прием которого недопустим. Его пары провоцируют стремительное накопление жидкости в легких. Именно из-за этих свойств брома, он несет большую опасность жизни человека, который страдает аллергией, астмой либо различными заболеваниями легких.
Также запрещается прием брома при деятельности, которая требует сильного внимания и концентрации.
Превышение допустимого количества брома в организме можно спровоцировать исключительно приемом фармацевтических препаратов. Его переизбыток несет существенную угрозу нормальному функционированию организма и жизни. Именно поэтому при проявлении первых признаков передозировки следует немедленно обращаться за квалифицированной врачебной помощью для корректировки суточной нормы.
Характерная симптоматика:
При недостаточном количестве брома в организме проявляются следующие признаки:
Точно определить причину недуга, связанного с дефицитом брома в организме способен исключительно врач по результатам лабораторных обследований. Самостоятельное лечение в данном случае недопустимо.
В медицинской практике бром применяют в форме бромидов. В зависимости от патологий назначается определенный вид. Основная направленность данных препаратов седативное воздействие. Именно поэтому такие препараты входят в терапевтический курс при лечении нервных расстройств, нарушений сна, судорог, эпилепсий. Нормализуют функциональность сердечно-сосудистой системы и органов желудочно-кишечного тракта.
К основным веществам, замедляющим процесс усвоения брома, относятся:
Именно поэтому бромсодержащие препараты принимаются исключительно по назначению врача.
Существует мнение о том, что бром оказывает негативное воздействие на мужское либидо и потенцию. Именно поэтому его добавляют в пищу солдатам в армии, пациентам психиатрических больниц, а также заключенным в тюрьмах. Но ученными доказано, что бром просто оказывает успокаивающее воздействие на весь организм, при этом никак не угнетая потенцию.
Также стоит отметить, что под воздействием брома наоборот активизируются половые функции и существенно увеличивается количество спермы и содержащихся в них сперматозоидов.
В жизни человека бром применяется не только в качестве лечебного препарата. Также он часто используется в других сферах, которые обеспечивают современную жизнедеятельность человека. Вещества на основе брома применяются в нефтеперерабатывающей отрасли и при изготовлении горюче смазочных материалов, фотографий и химического оружия.
К открытию брома привели исследования французского химика А. Балара, который в 1825 году, действуя хлором на водный раствор, полученный после промывания золы морских водорослей, выделил темно-бурую дурно пахнущую жидкость. Эту жидкость он назвал муридом (от лат. muria -рассол) и послал сообщение о своем открытии в Парижскую академию наук. Комиссия назвала новый элемент бромом в связи с тем, что у брома тяжелый, неприятный запах паров (от греческого brwmoz - зловоние).
Содержание брома в земной коре (1,6*l0 -4 % по массе) оценивается в 10 15 -10 16 т. Бром - постоянный спутник хлора. Бромистые соли (NaBr, KBr, MgBr 2) встречаются в отложениях хлористых солей (в поваренной соли до 0,03%, в калийных солях - сильвине и карналлите - до 0,3%), а также в морской воде (0,065%), рапе соляных озёр (до 0,2%) и подземных рассолах, обычно связанных с соляными и нефтяными месторождениями (до 0,1%).
Исходным сырьём для промышленноого получения брома служат морская вода, озёрные и подземные, содержащие бром в виде бромид-иона. Бром выделяют при помощи хлора и отгоняют из раствора водяным паром или воздухом. Из получаемой бромовоздушной смеси бром улавливают химическими поглотителями. Для этого применяют растворы бромистого железа. Из полученных полупродуктов бром выделяют действием хлора или кислоты. Далее бром отделяют от воды и очищают от примеси хлора дистилляцией.
В лабораториях также используют процессы, основанные на окислении бромидов:
6KBr + K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 = 3Br 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O
Бром - единственный неметалл, жидкий при комнатной температуре. Простое вещество представляет собой тяжелую красно-бурую жидкость с неприятным запахом (плотность при 20°C - 3,1 г/см 3 , температура кипения +59,82°C), пары брома имеют желто-бурый цвет. При температуре -7,25°C бром затвердевает, превращаясь в красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлическим блеском. В воде бром растворим лучше других галогенов (3,58 г/100 г Н 2 О при 20°С) - "бромная вода ". Значительно лучше растворим бром в органических растворителях, чем пользуются для извлечения его из водных растворов.
Бром является сильным окислителем, он непосредственно реагирует почти со всеми неметаллами (за исключением инертных газов, кислорода, азота и углерода) и многими металлами:
2P + 3Br 2 = 2PBr 3 ; 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
В водной среде бром окисляет нитриты до нитратов, аммиак до азота, иодиды до свободного иода, серу и сульфиты до серной кислоты:
2NH 3 + 6Br 2 = N 2 + 6HBr; 3Br 2 + S + 4H 2 O = 6HBr + H 2 SO 4
При взаимодействии брома с растворами щелочей образуются соответствующие бромиды и гипобромиты (на холоду) или броматы:
Br 2 + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H 2 O (при t
Для брома характерны соединения с нечетными степенями окисления: -1, +1, +3, +5, +7.
Бромоводород HBr
- ядовитый бесцветный газ с резким запахом, дымящий на воздухе из-за взаимодействия с парами воды. Хорошо растворим в воде: при 0° C в одном объеме воды растворяется 612 объемов бромоводорода. Раствор - сильная одноосновная бромоводородная кислота
. Соли - бромиды
бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде (нерастворим AgBr, бледно-желтого цвета).
Оксид брома(I) Br 2 O.
, газ коричневого цвета. Образуется при действии брома на HgO в CCl 4 . Свойства...
Бромноватистая кислота HBrO
- сильный окислитель. Образуется при растворении брома в воде, под действием света разлагается на HBr и кислород; обладает слабыми кислотными свойствами, существует только в растворе. Соли - гипобромиты
, KBrO, NaBrO - получены в свободном состоянии в виде кристаллогидратов. Все они очень неустойчивы, при нагревании (или подкислении растворов) распадаются на бромид и бромат:
3КВrO = 2KBr + KBrO 3
Бромиты
, соли неизвестной даже в растворе бромистой кислоты HBrO 2 - образуются при окислении гипобромитов бромом в щелочной среде: Ba(BrO) 2 + 2Br 2 + 4KOH = Ba(BrO 2) 2 + 4KBr + 2H 2 O
Бромноватая кислота
, HBrO 3 - концентрированный раствор представляет собой бесцветную сиропоообразную жидкость.
Соли - броматы
. Бромноватая кислота и броматы являются сильными окислителями:
2S + 2NaBrO 3 = Na 2 SO 4 + Br 2 + SO 2
Бромная кислота
HBrO 4 существует в водных растворах с концентрацией, не превышающей 6 моль/л. Несмотря на то, что HBrO 4 - самый сильный окислитель среди кислородных кислот брома, реакции с ее участием протекают очень медленно.
Трехфторид брома
, BrF 3 - красная жидкость с т. кип. 126°C , образуется в результате прямой реакции брома с фтором. С водой и органическими веществами взаимодействует со взрывом. По отношению к неорганическим соединениям ведет себя как сильный фторирующий агент.
Бром и его соединения широко применяются в основном органическом синтезе. Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество. Соединения брома используются для создания антипиренов - добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам. Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива. 1,2-дибромэтан применяют как антидетонирующую добавку в моторном топливе. Растворы бромидов используются в нефтедобыче. В медицине бромид натрия и калия применяют как успокаивающие средства.
Бром в виде простого вещества ядовит. Жидкий бром вызывает трудно заживающие ожоги. Пары брома в концентрации 1 мг/м 3 вызывают раздражение слизистых оболочек, кашель, головокружение и головную боль, а в более высокой (>60 мг/м 3) - удушье и смерть.
В организме человека бром, в виде бромид-ионов, участвует в регуляции деятельности щитовидной железы, так как является конкурентным ингибитором иода.
Петрова М.А., Пухова М.С.
ХФ ТюмГУ, 572 группа.
Начнем статью об этом элементе словами Антуана Жерома Балара, первооткрывателя брома: «Точь-в-точь как ртуть есть единственный металл, который имеет жидкую фазу при комнатной температуре, бром есть единственный жидкий неметалл ». «Единственный жидкий неметалл» - жизненно важный элемент.
Небольшой французский город Монпелье знаменит своим университетом, старейшим в стране, основанным еще в XIII в. Но еще старше соляной промысел, существовавший в этом городе с незапамятных времен. Солнце испаряло морскую воду из специальных бассейнов, вырытых на берегу, соль кристаллизовалась, ее вычерпывали, а оставшиеся растворы (их называют маточными или просто маточниками) выплескивали обратно в море.
Антуан Жером Балар работал препаратором у профессора Ангада, преподававшего химию в университете и в Фармакологической школе при университете. Первой самостоятельной темой Балара было исследование соляных маточных растворов и морских прибрежных водорослей.
Прежде всего он нашел в маточниках сернокислый натрий . Открытие не бог весть какое, но именно оно заставило молодого химика предпринять более детальное исследование. Он воздействовал на раствор разными реактивами и установил, что струя газообразного хлора , пропущенная через маточник, придает ему красно-бурую окраску.
Еще интереснее вел себя щелок, полученный из водорослей. Когда к нему добавляли хлорную воду и крахмал, жидкость делилась на два слоя: желтоватый верхний и синий нижний. Игра цветов говорила о том, что известно сейчас каждому школьнику, - в морской воде есть соли брома и йода , а хлор вытесняет эти элементы. Но в 1825 г. это было в диковинку, несмотря на то что иод уже был открыт.
С подобным раствором уже сталкивался один из современников Балара - знаменитый немецкий химик Юстус Либих. Какая-то фирма прислала ему бутыль с желтоватой жидкостью и просила дать заключение о химическом составе раствора. Однако Либих не стал детально исследовать эту жидкость, решив, что она содержит смесь хлора с иодом и, возможно, их соединения. Он не «учуял» неизвестный еще химический элемент и позже горько раскаивался в этом. «Не может быть большего несчастья для химика, - писал он уже после открытия Балара, - как то, когда он сам не способен освободиться от предвзятых идей, а старается дать всем явлениям, не сходящимся с этими представлениями, объяснения, не основанные на опыте».
Балар гоже не сразу напал на след нового элемента. Вначале он полагал, что окраска верхнего слоя вызвана присутствием соединения хлора с иодом, но все попытки разделить предполагаемое соединение не дали результатов. Тогда Балар экстрагировал окрашивающее вещество из верхнего слоя раствора, восстановил его с помощью пиролюзита MnO 2 и серной кислоты и получил скверно пахнущую тяжелую красно-бурую жидкость. On определил ее плотность, температуру кипения и некоторые важнейшие химические свойства. После этого сомнений в том, что жидкость - не соединение хлора с йодом, а новый элемент, их аналог, у Балара, видимо, уже не было. Он назвал новый элемент муридом, от латинского muria, что значит рассол, и 30 ноября 1825 г. послал в Парижскую академию наук «сообщение об особом веществе, содержащемся в морской воде».
Для проверки утверждений Балара Академия назначила комиссию в составе трех известных химиков: Луи Никола Воклена, Луи Тенара и Жозефа Гей-Люссака. Все оказалось так, как докладывал молодой химик из Монпелье. Комиссия рекомендовала только изменить название элемента, положив в основу одно из его свойств, как у хлора и иода. Так бром стал бромом. По-гречески значит «зловонный».
Почти все в этом письме верно. Лишь более точные измерения плотности и температуры кипения, сделанные позже, дали несколько отличные цифры: 3,18 г/см 3 и 58,8°С.
Несмотря на значительную распространенность, элемент № 35 относят к рассеянным, и заслуженно. Как примесь, он есть в сотнях минералов , а собственных минералов брома , как говорится, раз два и обчелся. Самый известный из них - бромирит AgBr. В отличие от большинства бромидов, бромистое серебро нерастворимо в воде. Собственных минералов брома мало еще и потому, что его ион очень большой и не может надежно «засесть» в кристаллической решетке вместе с катионами средних размеров.
В почве бром присутствует главным образом в виде ионов, которые путешествуют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные и большей частью нерастворимые органические соединения. Некоторые растения активно накапливают бром. Это в первую очередь бобовые - горох, фасоль , чечевица - и, конечно, морские водоросли. Ведь именно в море сосредоточена большая часть брома нашей планеты. Есть он и в воде соленых озер, и в подземных «водохранилищах», сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли.
Соленая вода - главный источник брома, добываемого промышленными методами, большей частью сходными с тем методом, которым получал его Балар. Каковы бы ни были особенности того или иного способа добычи брома, из раствора его всегда вытесняют хлором.
Схема получения брома методом выдувания. Рапу (насыщенную солями озерную или морскую воду) концентрируют и подкисляют серной кислотой, а затем в колонне 1 через нее пропускают хлор. Раствор, содержащий бром, поступает в верхнюю часть башни 2, заполненной насадкой - небольшими кольцами, сделанными из керамики. Раствор стекает по башне, а навстречу ему движется мощный воздушный поток. Воздух «выдувает» из раствора бром и увлекает его за собой. Эту смесь отправляют в башню 3, также наполненную насадкой. Эту башню орошают раствором бромистого железа, чтобы очистить бромовоздушную смесь от хлора. B следующей, поглотительной башне 4 бром извлекают из смеси влажной железной стружкой. Образуются темно-бурые кристаллы бромистого железа , из которых потом получают чистый бром и бромистые соли. В последнее время бром из бромовоздушной смеси все чаще извлекают растворами соды и едкого натра. Этот способ извлечения считается более перспективным
Есть бром и в атмосфере. Подсчитало, что ежегодно вместе с морской водой в воздух переходит около 4 млн. т брома, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с резко континентальным климатом.
Море - главный поставщик брома. Довольно много брома в организмах рыб . Он всегда присутствует и в организмах земных животных, не исключая человека. Потребность в броме у разных органов и систем разная. В человеческом организме этот элемент обнаружен в крови, почках, печени и больше всего в мозге.
Персонажи многих книг, написанных в прошлом пеке, чтобы успокоиться, «принимают бром». Не сам бром, разумеется, а растворы бромистого натрия или бромистого калия . Применять их - как средство от бессонницы, неврастении, переутомления - начали уже лет через десять после открытия элемента № 35. Особенно полезными, по мнению врачей, бромистые препараты оказывались при нарушении нормального соотношения между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга. Вот почему мозг концентрирует, накапливает бром: это, если можно так выразиться, его самозащита, способ «авторегулирования» взаимосвязанных процессов.
В наше время растворы бромидов натрия и калия в медицине применяются все реже. Их стали вытеснять бром-органические препараты, более эффективные и в отличие от бромидов не раздражающие слизистые оболочки. Сейчас соединения брома используют не только как успокаивающие. Их применяют при лечении некоторых сердечнососудистых заболеваний, при язвенной болезни, при эпилепсии. Год от года расширяется бромистый «арсенал» медицины. Как хорошие успокаивающие средства применяют брометон, бромалин, бромурал. Последний используют и как снотворное, а в больших дозах - и для наркоза. Четырехзамещенные бромиды аммония и ксероформ (трибромфенолят висмута) - прекрасные антисептики. Бромом модифицируют даже антибиотики; бромтетрациклин нашел широкое применение в борьбе с инфекциями.
Бром и серебро сопутствуют друг другу не только в минералах. Не будет преувеличением сказать, что бромистое серебро - главная соль химико-фотографической промышленности, потому что AgBr по светочувствительности намного превосходит йодид серебра и другие соли. Современные светочувствительные эмульсии на основе AgBr позволяют снимать с выдержкой в одну десятимиллионную долю секунды.
Здесь мы не будем останавливаться на химизме процессов съемки и проявления, адресуя читателей к статье «Серебро», а расскажем коротко о том, как делают фотоматериалы.
Бромид серебра получают обычно из бромистого калия и азотнокислого серебра. Но если готовить это вещество не в водной среде, а в растворе желатины, то оно не выпадет в осадок, а распределится в виде мельчайших крупинок по всей массе желатины. Эту вязкую массу на специальных эмульсионно-поливочных машинах наносят на поверхность прозрачной пленки (на основе триацетата целлюлозы), стеклянных пластин или бумаги. Толщина эмульсионного слоя строго нормирована. Для пленки она может быть равна 2, 7, 10, 15 или 20 мкм, причем по всей поверхности огромного рулона, который потом разрежут на сотни «роликов», толщина эмульсии должна быть неизменной, даже если эмульсию наносят в несколько слоев.
Естественно, что эту операцию проводят в условиях идеальной чистоты, на полностью автоматизированных технологических линиях. Температура и влажность воздуха в помещении также должны быть строго постоянными. И за этим следит автоматика, в противном случае хороших кино- и фотоматериалов не получить.
В каждом квадратном сантиметре эмульсионного слоя в среднем 350 миллионов мельчайших частичек - зерен, а каждое зерно - это миниатюрный кристаллик галогенида серебра, чаще всего бромистого серебра, окруженный желатиновой пленкой. И, видимо, не случайно в название большинства сортов фотобумаги как составляющая входит слово «бром»: «унибром», «бромпортрет» и так далее. Тем самым подчеркивается, что эмульсия этой бумаги содержит бромистое серебро и обладает высокой светочувствительностью.
Справедливости ради упомянем, что в фотографии широко применяется еще одна бромистая соль - бромистый калий. Его вводят в состав фотографических реактивов, чтобы на пленке или отпечатке не было вуали.
Соединения брома нужны не только медикам и их пациентам, не только фотолюбителям и «киношникам». Многие отрасли промышленности тоже используют соединения элемента № 35.
Бромистый натрий добавляют в дубильные растворы, благодаря чему кожа становится тверже. В качестве катализаторов некоторых процессов органического синтеза используют бромиды алюминия , бериллия , магния . Между прочим, еще в 1884 г. русский химик Г. Г. Густавсон впервые получил комплексные соединения ароматических углеводородов с бромистым алюминием.
Из прозрачных кристаллов бромистого калия делают линзы, великолепно пропускающие инфракрасные лучи. Бактерицидные свойства бромистого калия помогают дольше сохранять овощи и фрукты.
Много «профессий» у бромистого лития. Он предотвращает коррозию в холодильных установках, обезвоживает минеральные масла, помогает кондиционировать воздух.
Текстильщики широко применяют органический краситель броминдиго, с помощью которого получают целую гамму ярких и чистых тонов - от синего до красного. Другое броморганическое соединение - бромхлорметан - отличный огнетушитель, который к тому же не проводит электричества и потому особенно эффективен, когда нужно, например, потушить загоревшуюся проводку. Бром-органикой пропитывают древесину, чтобы придать ей большую стойкость к атмосферным воздействиям, грибкам, плесени.
Для получения большинства этих полезных соединений, прежде всего органических, нужен ядовитый, зловонный, агрессивный, крайне неприятный в общении, но тем не менее незаменимый бром.
ЛЮБОПЫТНЫЙ ФАКТ. В 1946 г. в «Трудах Биогеохимической лаборатории АН СССР» была опубликована статья Л. С. Селиванова, который измерял содержание брома в воздухе и столкнулся с любопытным фактом. Оказалось, что зимой в московском воздухе было больше брома, чем летом. Казалось бы, очень странное явление! Но объяснилось все просто. В то время большинство московских котельных топили углем, а уголь, как известно, образовался из древних растений . Многие растения концентрируют бром, рассеянный в почве, природных водах и атмосфере.
По-видимому, этой способностью обладали и те растения, из которых получился каменный уголь. А если так, то дым котельных должен был «обогащать» воздух этим не очень редким, но рассеянным элементом.
Рассеянностью брома частично объясняется тот факт, что бром был открыт лишь в 1825 г., на 14 лет позже своего намного более редкого аналога - йода. Сравните кларки (числа, выражающие содержание элемента в земной коре в весовых процентах) - 1,6-10 -4 и 440 -5 .
ЛИСТЬЯ, КОРНИ И ГРИБЫ. Бром всегда есть в растениях, но разные части растения (листья, стебли, корни) снабжены бромом неодинаково. Зеленые части, как правило, содержат больше брома, чем корни. И еще одна любопытная деталь: довольно много брома в съедобных грибах. В боровиках, подберезовиках, подосиновиках - примерно 1,440 -3 % элемента № 35.
ПОЧЕМУ У СОБАКИ СЛЮНКИ ТЕКЛИ. Уже более столетия медики пользуются бромистыми препаратами для лечения нервных болезней, однако долгое время механизм действия этих препаратов на нервную систему оставался неизвестным.
Думали, что бромиды понижают возбудимость двигательной сферы головного мозга, уменьшая интенсивность возбудительных процессов в центральной нервной системе. В успокаивающем действии бромистых соединений находили сходство с действием снотворного. Действительно, при введении животному большой дозы бромистого натрия удавалось увеличить порог возбудимости коры головного мозга к действию электрического тока, резким звукам и другим раздражителям. И лишь в 1910 г. один из учеников И. П. Павлова, П. М. Никифоровский, нашел правильное объяснение действию брома на нервную систему.
Был поставлен такой опыт. В течение нескольких дней собаке давали через каждые 5 минут сухой мясной порошок и подсчитывали капли падающей в баллончик слюны. При этом проверяли, как действуют на собаку различные раздражители: телефонный звонок, стук маятника, бульканье воды, вспышка лампочки, - и снова подсчитывали капли слюны. Спустя некоторое время за час до опыта собаку стали подкармливать молоком, смешанным с раствором бромистого натрии. В остальном условия опыта не меняли. С каждым разом железы животного выделяли все меньше и меньше слюны в ответ на раздражение, а спустя месяц выделение слюны и вовсе прекратилось; собака перестала реагировать и на звонок, и на стук, и на свет. Но как только собаке перестали давать бромистые соли, у нее снова «потекли слюнки» при гудении телефона, стуке маятника, вспышке лампочки.
Теперь уже ни у кого не осталось сомнений, что бром не уменьшает возбудимость, а усиливает торможение: в этом и заключается его целительное действие на нервную систему.
Разумеется, злоупотреблять бромными препаратами опасно. Накопление большого количества брома в организме вызывает отравление.
БРОМ-80 И ИЗОМЕРИЯ АТОМНЫХ ЯДЕР. Бром оказался причастен к одному из важных открытий в области ядерной физики.
Еще в 1921 г. немецкий физик Отто Ган обнаружил две разновидности ядер урана-234 . Ядра атомов, безусловно принадлежащих одному и тому же изотопу, вели себя по-разному: одни распадались с периодом полураспада 6,7 часа, другие - всего 1,14 минуты...
Это явление назвали изомерией атомных ядер, но в течение многих лет физики считали утверждение Гана о существовании ядер- изомеров не слишком обоснованным, тем более что других примеров этого явления найти никто не мог. Даже спустя 15 лет известный австрийский физик Лизе Мейтнер говорила на физическом съезде в Париже: «В настоящее время трудно поверить в существование «изомерных атомных ядер», то есть таких ядер, которые при равном атомном весе и равном атомном номере обладают различными радиоактивными свойствами». Мейтнер не знала, что годом раньше в ленинградском Физико-техническом институте молодой еще Игорь Васильевич Курчатов вместе с братом Борисом Васильевичем, Л. И. Русиновым и Л. В. Мысовским наблюдал это явление на искусственно полученных изотопах.
При облучении брома нейтронами они обнаружили, что образуются радиоактивные изотопы с периодами полураспада 18 минут, 4,2 часа (на эти изотопы указывал также Ферми) и 36 часов. А поскольку известны лишь два стабильных изотопа брома 79 Br и 81 Br, образование трех видов радиоактивных ядер поначалу казалось необъяснимым. Но физики доказали, что у атомов брома-80 есть два «сорта» ядер и тем самым открыли изомерию ядер искусственных изотопов. После этого и само явление получило «права гражданства».
Сейчас известно уже больше 100 ядерных изомеров, а число искусственных изотопов брома достигло 16. Некоторые из них применяют на практике. Так, изотопом бром-82 наряду с кобальтом-60 и натрием-24 лечат некоторые злокачественные опухоли. С помощью того же изотопа (его период полураспада 35,8 часа) исследовали механизм действия бромсодержащих лечебных препаратов. Что же касается стабильных изотопов брома с массовыми числами 79 и 81, то они распространены почти одинаково. Именно поэтому атомный вес элемента № 35 близок к 80, он равен 79,904; легкого изотопа в природном броме немного больше.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Бром ядовит. Поэтому, работая с ним, нужно быть осторожным. Предельно допустимая концентрация паров брома в воздухе 0,5 мг/м 3 . Большее (порядка 0,001%) содержание брома в воздухе приводит к головокружению, раздражению слизистых оболочек, кашлю, удушью. При легком отравлении парами брома необходимо дать пострадавшему вдыхать аммиак. Если жидкий бром попал на руки, то во избежание ожогов и медленно заживающих язв его необходимо сразу же смыть большим количеством воды, а еще лучше раствором соды. Затем пораженное место нужно смазать мазью, содержащей бикарбонат натрия.
КТО ЖЕ ОБИДЕЛ БАЛАРА? Из одной популярной книги в другую кочует утверждение, что огорченный тем, что в открытии брома никому неизвестный Антуан Балар опередил самого Юстуса Либиха, Либих воскликнул, что, дескать, не Балар открыл бром, а бром открыл Балара. (Было это утверждение и в первых изданиях «Популярной библиотеки химических элементов»). Однако это неправда или, точнее, не совсем правда. Фраза то была, но принадлежала она не Ю. Либиху, а Шарлю Жерару, который очень хотел, чтобы кафедру химии в Сорбонне занял Огюст Лоран, а не избранный на должность профессора А. Балар.
