23. Alumínium és bróm reakciója
Szükséges anyagok és összetevőik:
Nincs a kísérlethez hozzárendelve kapcsolódó alapanyag és összetevő.
Az alumínium is nagyon hevesen tud reagálni.
Anyagok: alufólia vagy alumíniumpor ("kályhaezüst", "ezüstpor"), 1 cm3 bróm, indikátorpapír, híg ezüst-nitrát-oldat, desztillált víz, nátrium-ditionit, nátrium-karbonát.
Eszközök: védőszemüveg, gumikesztyű, 2 db kémcső (nagyobb mennyiségek esetén Erlenmeyer-lombik), óraüveg, desztillált vizes spriccflaska.
A kísérlet végrehajtása: A kémcsőbe öntsünk brómot, majd apróra tépet alufóliadarabokat adjunk a brómhoz. A kémcső fölé tartsunk óvatosan egy lefele fordított óraüveget. A reakció lejátszódása után az óraüveget mossuk le desztillált vízzel egy kémcsőbe, vizsgáljuk meg az oldat kémhatását indikátorpapírral, majd adjunk a kémcső tartalmához egy kevés híg ezüst-nitrát-oldatot.
Tapasztalat: Egy rövid indukciós időszak után igen heves, fényjelenségek kíséretében lejátszódó reakciónak lehetünk tanúi, a bróm egy része barna gőz formájában távozik. A reakcióhőtől szublimáló alumínium-bromidot a kémcső fölé tartott óraüvegen felfoghatjuk, majd vizben oldva megvizsgálhatjuk az oldat kémhatását és ezüst-nitráttal kimutathatjuk a bromidionok jelenlétét.
Magyarázat: A kémiai reakciók akkor játszódnak le megfelelő sebességgel, ha homogén rendszerekről van szó. Heterogén rendszerekben (pl. szilárd anyag és folyadék reakciója) rendszerint egy rövid indukciós periódusra van szükség a reakció elindulásához. Ebben a kísérletben alumínium és bróm átalakulását figyelhetjük meg, a két anyag heves fényjelenségek kíséretében egyesül, a barna gőzök a párolgó brómtól származnak: 2 Al + 3 Br2 = 2 AlBr3. Az alumínium-bromid vízben savasan hidrolizál, ezt indikátorpapírral mutathatjuk ki: AlBr3 + 3 H2O = Al(OH)3 + 3 HBr↑. A keletkező bromidionokkal az ezüst-nitrát sárgás ezüst-bromid csapadékot képez: HBr + AgNO3 = AgBr + HNO3. Hasonló reakciót hajthatunk végre alumíniumpor és jód segítségével is. Ekkor a reakció beindításához egy kevés vízre van szükség, a reakcióhőtől szublimáló jód lila színét figyelhetjük meg.
Biztonsági tudnivalók és hulladékkezelés: Viseljünk védőszemüveget, fülkében vagy a szabadban végezzük a kísérletet. Vigyázat: nagyobb mennyiségek esetén fokozott óvatosságra van szükség, ekkor ne is próbáljuk meg felfogni a szublimáló alumínium-bromidot! A bróm a légutakat és a nyálkahártyát ingerlő folyadék, óvakodjunk a belélegzésétől. Ha ez mégis bekövetkezik, menjünk friss levegőre és alaposan szellőztessük ki a tüdőnket. Nagy mennyiségő bróm belélegzése esetén szagoljunk alkoholos kendőt. A víz hozzáadására keletkező hidrogén-bromid ingerlő, maró gáz, óvakodjunk a belélegzésétől. A kísérlet lejátszódása után megmaradt anyagok ártalmatlanításához a kémcső tartalmához adjunk nátrium-ditionit-oldatot a feleslegben maradt bróm barna színének teljes eltűnéséig, nátrium-karbonát oldattal csapjuk le az alumíniumsókat, majd hígítás után öntsük a lefolyóba. Ha nagyobb léptékben végezzük a reakciót, a felülúszó folyadékot dekantálás és szűrés után öntsük a lefolyóba, a visszamaradó szilárd alumíniumsókat pedig gyűjtsük össze.