BROMOVODÍK (HBR): VLASTNOSTI, SYNTÉZA A POUŽITIE - CHÉMIA - 2026

Bromovodíka , sa zlúčenina všeobecného vzorca HBr chemickej látky je diatomic molekula s kovalentnou väzbou. Zlúčenina sa klasifikuje ako halogenovodík, pričom ide o bezfarebný plyn, ktorý po rozpustení vo vode tvorí kyselinu bromovodíkovú, ktorá sa nasýti pri 68,85% m / p pri teplote miestnosti.

Vodné roztoky s koncentráciou 47,6% hmotnostných tvoria konštantnú vriacu azeotropickú zmes s teplotou varu 124,3 ° C. Menej koncentrované vriace roztoky uvoľňujú H2O, až kým sa nedosiahne zloženie azeotropickej zmesi s konštantnou teplotou varu.

Obrázok 1: Štruktúra bromovodíka.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Bromid vodíka je bezfarebný plyn pri izbovej teplote s kyslým dráždivým zápachom. Zlúčenina je stabilná, ale postupne stmavne, keď je vystavená vzduchu alebo svetlu, ako je znázornené na obrázku 2 (Národné centrum pre biotechnologické informácie, SF).

Obrázok 2: vzhľad bromovodíka.

Má molekulovú hmotnosť 80,91 g / mol a hustotu 3,307 g / l, čo ho robí ťažším ako vzduch. Plyn kondenzuje za vzniku bezfarebnej kvapaliny s teplotou varu -66,73 stupňov Celzia.

Pri pokračujúcom ochladzovaní tekutina stuhne a získa sa biele kryštály, ktorých teplota topenia je -86,82 ° C s hustotou 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Vzhľad týchto kryštálov je znázornený na obrázku 3.

Obrázok 3: vzhľad bromovodíka.

Vzdialenosť väzby medzi brómom a vodíkom je 1,414 angstrómov a ich disociačná energia je 362,5 kJ / mol.

Bromovodík je rozpustnejší vo vode ako chlorovodík a 221 g sa môže rozpustiť v 100 ml vody pri 0 ° C, čo zodpovedá objemu 612 litrov tohto plynu na každý liter vody. Je tiež rozpustný v alkohole a iných organických rozpúšťadlách.

Vo vodnom roztoku (kyselina bromovodíková) prevládajú kyslé vlastnosti HBr (ako je to v prípade HF a HCl) a vo väzbe medzi vodíkom a halogénom je slabší v prípade bromovodíka ako v chlorovodík.

Preto, ak chlór prechádza cez bromovodík, pozoruje sa tvorba hnedých pár charakteristických pre molekulárny bróm. Reakcia, ktorá to vysvetľuje, je nasledujúca:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

To naznačuje, že bromovodík je silnejšie redukčné činidlo ako chlorovodík a že chlorovodík je lepšie oxidačné činidlo.

Bromovodík je silná bezvodá kyselina (bez vody). Reaguje rýchlo a exotermicky so zásadami všetkého druhu (vrátane amínov a amidov).

Exotermicky reaguje s uhličitanmi (vrátane vápenca a stavebných materiálov obsahujúcich vápenec) a hydrogenuhličitanmi za vzniku oxidu uhličitého.

Reaguje so sulfidmi, karbidmi, boridmi a fosfidmi za vzniku horľavých alebo toxických plynov.

Reaguje s mnohými kovmi (vrátane hliníka, zinku, vápnika, horčíka, železa, cínu a všetkých alkalických kovov) za vzniku horľavého plynného vodíka.

Prudko reagujte s:

• acetanhydrid
• 2-aminoetanol
• hydroxid amónny
• fosforečnan vápenatý
• kyselina chlórsulfónová
• 1,1-difluoroethylene
• etyléndiamín
• ethylenimin
• dymivá kyselina sírová
• kyselina chloristá
• b-propriolactone
• propylénový OXID
• chloristan strieborný
• Fosfát uraničitý
• vinylacetát
• karbid vápnika
• karbid rubídia
• acetylid cézny
• acetylid rubídia
• borid horečnatý
• síran ortuťnatý
• fosforečnan vápenatý
• karbid vápenatý (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivita a nebezpečenstvá

Bromovodík je klasifikovaný ako žieravá a dráždivá zlúčenina. Je mimoriadne nebezpečný pri kontakte s pokožkou (dráždivý a leptavý) a očami (dráždivý) a pri požití a vdýchnutí (dráždivý pre pľúca).

Zlúčenina sa uchováva v tlakových nádobách na skvapalnený plyn. Dlhodobé vystavenie ohňu alebo intenzívne teplo môže viesť k prudkému prasknutiu tlakovej nádoby, ktorá sa môže uvoľniť a uvoľniť dráždivé toxické výpary.

Dlhodobé vystavenie nízkym koncentráciám alebo krátkodobé vystavenie vysokým koncentráciám môže mať nepriaznivé účinky na zdravie vdýchnutím.

Tepelný rozklad bezvodého bromovodíka vytvára toxické brómové plyny. Môže sa stať horľavým, ak reaguje uvoľňovaním vodíka. Pri kontakte s kyanidom vytvára toxické plyny kyanovodíka.

Vdýchnutie spôsobuje vážne podráždenie nosa a horných dýchacích ciest, ktoré môže spôsobiť poškodenie pľúc.

Požitie spôsobuje popáleniny v ústach a žalúdku. Kontakt s očami spôsobuje vážne podráždenie a popáleniny. Kontakt s pokožkou spôsobuje podráždenie a popáleniny.

Ak táto chemická látka v roztoku príde do kontaktu s očami, mali by sa okamžite prepláchnuť veľkým množstvom vody, občas nadvihnúť dolné a horné viečka.

Pri práci s touto chemikáliou by sa kontaktné šošovky nemali nosiť. Ak je očné tkanivo zamrznuté, okamžite vyhľadajte lekársku pomoc.

Ak tkanivo nie je zmrazené, okamžite a dôkladne vypláchnite oči veľkým množstvom vody po dobu najmenej 15 minút, príležitostne zdvihnite spodné a horné viečka.

Ak podráždenie, bolesť, opuch alebo natrhnutie pretrváva, vyhľadajte lekársku pomoc čo najskôr.

Ak táto chemická látka v roztoku príde do kontaktu s pokožkou a nespôsobuje omrzliny, kontaminovanú pokožku ihneď opláchnite vodou.

Ak sa táto chemikália dostane na odev, okamžite si vyzlečte odev a umyte pokožku vodou.

Ak dôjde k omrznutiu, okamžite vyhľadajte lekársku pomoc. Zasiahnuté miesta neotierajte ani opláchnite vodou. Aby ste zabránili ďalšiemu poškodeniu textílií, nemali by ste sa pokúšať odstrániť mrazené odevy z mrazivých oblastí.

Pri vdýchnutí veľkého množstva tejto chemikálie by sa exponovaná osoba mala okamžite presunúť na čerstvý vzduch. Ak sa dýchanie zastavilo, vykonajte resuscitáciu z úst do úst. Obeť by sa mala udržiavať v teple av pokoji a čo najskôr by sa mala vyhľadať lekárska pomoc.

Ak bola táto chemikália v roztoku prehltnutá, okamžite vyhľadajte lekársku pomoc.

Manipulácia a skladovanie

Valce s bromovodíkom by sa mali skladovať na chladnom a dobre vetranom mieste. Jeho manipulácia musí byť zabezpečená s primeraným vetraním. Skladovať by sa malo iba vtedy, keď teplota neprekročí 52 stupňov Celzia.

Nádoby musia byť pevne zaistené vo zvislej polohe, aby sa zabránilo ich pádu alebo nárazu. Okrem toho nainštalujte ochranné viečko ventilu, ak je k dispozícii, pevne na svojom mieste ručne, ako aj skladujte prázdne a plné nádoby osobitne (prax inc., 2016).

Pri manipulácii s výrobkom pod tlakom by sa mali používať správne navrhnuté inštalačné zariadenia a vybavenie, aby odolali tlaku, ktorý sa vyskytne. Nikdy nepracujte na tlakovom systéme a v potrubí nepoužívajte zariadenie na zabránenie spätného toku. Plyny môžu spôsobiť rýchle zadusenie v dôsledku nedostatku kyslíka.

Je dôležité uchovávať a používať s primeraným vetraním. Ak dôjde k úniku, uzavrite ventil nádoby a systém vypnite bezpečným a environmentálne vhodným spôsobom. Potom opravte netesnosť. Nikdy nedávajte nádobu na miesto, kde môže byť súčasťou elektrického obvodu.

Pri manipulácii s valcami by sa mali nosiť kožené ochranné rukavice a vhodné topánky. Tieto musia byť chránené a preto sa im treba vyhnúť, ťahať, valiť alebo skĺznuť.

Pri premiestňovaní valca by ste mali mať vždy odnímateľný kryt ventilu na svojom mieste. Nikdy sa nepokúšajte zdvíhať valec za jeho viečko, ktoré je určené výlučne na ochranu ventilu.

Pri premiestňovaní valcov, aj na krátke vzdialenosti, používajte vozík (vozík, ručný vozík, atď.) Určený na prepravu valcov.

Do otvorov v kryte sa nikdy nesmie vkladať predmet (napr. Kľúč, skrutkovač, páčka), pretože by to mohlo poškodiť ventil a spôsobiť netesnosť.

Nastaviteľný remienkový kľúč sa používa na odstránenie viečok, ktoré sú príliš tesné alebo zhrdzavené. Ventil by sa mal otvárať pomaly a ak to nie je možné, prestaňte ho používať a kontaktujte svojho dodávateľa. Po každom použití musí byť ventil nádoby samozrejme uzavretý.

Uvedený kontajner musí byť uzavretý, aj keď je prázdny. Plameň alebo lokálne teplo by sa nikdy nemalo aplikovať priamo na žiadnu časť nádoby. Vysoké teploty môžu poškodiť nádobu a spôsobiť, že zariadenie na odľahčenie tlaku predčasne zlyhá a odvzdušní obsah nádoby (praxair, 2016).

syntéza

Plynný bromovodík sa môže v laboratóriu vyrábať bromáciou tetralínu (1,2,3,4-tetrahydronaftalénu). Nevýhodou je, že polovica brómu je stratená. Výťažok je približne 94%, alebo čo je rovnaké, 47% brómu končí ako HBr.

C ₁₀ H ₁₂ + 4 Br ₂ → C ₁₀ H ₈ Br ₄ + 4 HBr

Plynný bromovodík sa môže syntetizovať aj v laboratóriu reakciou koncentrovanej kyseliny sírovej s bromidom sodným.

NaBr (y) + H ₂ SO ₄ → HBr (g) + NaHSO ₄

Nevýhodou tohto spôsobu je to, že veľká časť produktu sa stráca oxidáciou nadbytkom kyseliny sírovej za vzniku brómu a oxidu siričitého.

2 HBr + H ₂ SO ₄ → Br ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O

Bromovodík sa môže pripraviť v laboratóriu reakciou medzi čisteným plynným vodíkom a brómom. Toto je katalyzované azbestom platiny a uskutočňuje sa v kremennej skúmavke pri 250 ° C.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Bezvodý bromovodík sa tiež môže vyrábať v malom meradle termolýzou trifenylfosfóniumbromidu v xyléne za varu pod spätným chladičom.

HBr sa môže získať metódou červeného fosforu. Najskôr sa do vodného reaktora pridá červený fosfor a neskôr sa za miešania pomaly pridá bróm a reakcia kyseliny bromovodíkovej a kyseliny fosforečnej sedimentáciou, filtráciou a získanou destiláciou bude kyselina bromovodíková.

P ₄ 6 Br ₂ 12 H ₂ O → 12 HBr + 4 H ₃ PO ₃

Bromovodík pripravené vyššie uvedenými spôsobmi môžu byť kontaminované Br ₂ , ktoré môžu byť odstránené priechodom plynu do roztoku fenolu v tetrachlórmetánu alebo inom vhodnom rozpúšťadle pri teplote miestnosti za vzniku 2, 4, 6-tribromfenol, a tým generovanie plus HBr.

Tento proces sa môže uskutočňovať aj pomocou vysokoteplotných medených triesok alebo medenej gázy (vodík: bromovodík, 1993 - 2016).

aplikácia

HBr sa používa na výrobu organických bromidov, ako je metylbromid, brómetán atď., A anorganických, ako je bromid sodný, bromid draselný, bromid lítny a bromid vápenatý, atď.

Používa sa tiež vo fotografických a farmaceutických aplikáciách alebo na syntézu sedatív a anestetík. Okrem toho sa používa v priemyselnom sušení, povrchovej úprave textílií, náterových látkach, prostriedkoch na úpravu povrchu a ohňovzdornosti.

Táto zlúčenina sa tiež používa na leptanie polysilikónových dosiek na výrobu počítačových čipov (Interscan Corporation, 2017).

Bromovodík je dobrým rozpúšťadlom pre niektoré kovové minerály, ktorý sa používa na zušľachťovanie kovov vysokej čistoty.

V ropnom priemysle sa používa ako separácia alkoholových a fenoxyzlúčenín a ako katalyzátor na oxidáciu cyklických uhľovodíkov a reťazcových uhľovodíkov na ketóny, kyseliny alebo peroxidy. Používa sa tiež v syntetických farbivách a korení.

Vysoko kvalitný plyn z HBr sa používa na leptanie a čistenie polovodičovej suroviny (SHOWA DENKO KK, nd).

Táto zlúčenina sa používa ako analytické činidlo pri stanovení síry, selénu, bizmutu, zinku a železa na oddelenie cínu od arzénu a antimónu. Je to alkylačný katalyzátor a redukčné činidlo používané v organickej syntéze.

Na výrobu kyseliny bromovodíkovej sa môže použiť bromovodík. Kyselina bromovodíková je veľmi silná minerálna kyselina, silnejšia ako kyselina chlorovodíková.

HBr je vysoko reaktívny a korozívny pre väčšinu kovov. Kyselina je v organickej chémii bežné činidlo, ktoré sa používa na oxidáciu a katalýzu. Je tiež účinný pri ťažbe určitých minerálov kovov (bromovodík, 2016).

Referencie

1. Interscan Corporation. (2017). Prístroje na monitorovanie bromovodíka a bromidu vodíka. Našiel sa na stránke gasdetection.com.
2. Chemický list. (2016). Zdroj: HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, NW (2001). Anorganická chémia. Akademická tlač.
4. Bromovodík. (2016). Načítané z ChemicalBook.
5. Vodík: bromovodík. (1993-2016). Načítané z WebElements.
6. Karta bezpečnostných údajov bromovodík. (2005, 9. októbra). Zdroj: sciencelab.com.
7. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (SF). PubChem Compound Database; CID = 260. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. prax inc. (2016, 17. októbra). Bromovodík, bezvodá karta bezpečnostných údajov P-4605. Zdroj: praxair.com.
9. SHOWA DENKO KK (nd). bromovodík. Zdroj: www.sdk.co.jp.