BROMOVODÍK (HBR): VLASTNOSTI, SYNTÉZA A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Bromovodíku, se sloučenina obecného vzorce HBr chemické látky je diatomic molekula s kovalentní vazbou. Sloučenina je klasifikována jako halogenovodík, což je bezbarvý plyn, který, když je rozpuštěn ve vodě, tvoří kyselinu bromovodíkovou, která se saturuje při 68,85% hm / p při teplotě místnosti.

Vodné roztoky o koncentraci 47,6% hmotn./hmotn. Vytvářejí konstantní vroucí azeotropickou směs s teplotou varu 124,3 ° C. Méně koncentrované vroucí roztoky uvolňují H2O, dokud není dosaženo složení azeotropické směsi s konstantní teplotou varu.

Obrázek 1: Struktura bromovodíku.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Bromid vodíku je bezbarvý plyn při pokojové teplotě se zakysanou dráždivou vůní. Sloučenina je stabilní, ale postupně ztmavne, když je vystavena vzduchu nebo světlu, jak je znázorněno na obrázku 2 (Národní středisko pro biotechnologické informace, SF).

Obrázek 2: vzhled bromovodíku.

Má molekulovou hmotnost 80,91 g / mol a hustotu 3,307 g / l, což je těžší než vzduch. Plyn kondenzuje za vzniku bezbarvé kapaliny s bodem varu -66,73 ° C.

Jak pokračuje v ochlazování, kapalina tuhne, čímž se získají bílé krystaly, jejichž teplota tání je -86,82 ° C a hustota 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Vzhled těchto krystalů je znázorněn na obrázku 3.

Obrázek 3: vzhled bromovodíku.

Vzdálenost vazby mezi bromem a vodíkem je 1,414 angstromů a jejich disociační energie je 362,5 kJ / mol.

Bromovodík je rozpustnější ve vodě než chlorovodík a 221 g může být rozpuštěno ve 100 ml vody při 0 ° C, což odpovídá objemu 612 litrů tohoto plynu na každý litr vody. Je také rozpustný v alkoholu a dalších organických rozpouštědlech.

Ve vodném roztoku (kyselina bromovodíková) dominují kyselé vlastnosti HBr (jak je tomu v případě HF a HCl) a ve vazbě mezi vodíkem a halogenem je slabší v případě bromovodíku než v chlorovodík.

Proto, jestliže chlor prochází bromovodíkem, je pozorována tvorba hnědých par charakteristických pro molekulární brom. Reakce, která to vysvětluje, je následující:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

To ukazuje, že bromovodík je silnější redukční činidlo než chlorovodík a že chlorovodík je lepší oxidační činidlo.

Bromovodík je silná bezvodá kyselina (bez vody). Rychle a exotermicky reaguje s bázemi všeho druhu (včetně aminů a amidů).

Exotermicky reaguje s uhličitany (včetně vápenců a stavebních materiálů obsahujících vápník) a hydrogenuhličitany za vzniku oxidu uhličitého.

Reaguje se sulfidy, karbidy, boridy a fosfidy za vzniku hořlavých nebo toxických plynů.

Reaguje s mnoha kovy (včetně hliníku, zinku, vápníku, hořčíku, železa, cínu a všech alkalických kovů) za vzniku hořlavého plynného vodíku.

Násilně odpovězte:

• acetanhydrid
• 2-aminoethanol
• hydroxid amonný
• fosforečnan vápenatý
• kyselina chlorsulfonová
• 1,1-difluorethylen
• ethylendiamin
• ethylenimin
• dýmavá kyselina sírová
• kyselina chloristá
• b-propriolakton
• propylen je OXID
• chloristan stříbrný
• Fosfát uranu
• vinylacetát
• karbid vápníku
• karbid rubidia
• acetylid cesný
• rubidiumacetylid
• borid hořečnatý
• síran rtuťnatý
• fosforečnan vápenatý
• karbid vápníku (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivita a nebezpečí

Bromovodík je klasifikován jako žíravá a dráždivá sloučenina. Je extrémně nebezpečný v případě kontaktu s kůží (dráždivý a leptavý) a očí (dráždivý) a v případě požití a vdechnutí (dráždivý pro plíce).

Sloučenina je uložena v tlakových nádobách na zkapalněný plyn. Dlouhodobé vystavení ohni nebo intenzivnímu teplu může mít za následek prudké prasknutí tlakové nádoby, která může explodovat a uvolňovat dráždivé toxické výpary.

Dlouhodobé vystavení nízkým koncentracím nebo krátkodobé vystavení vysokým koncentracím může mít za následek škodlivé účinky na zdraví vdechováním.

Tepelný rozklad bezvodého bromovodíku vytváří toxické bromové plyny. Může se stát hořlavým, pokud reaguje uvolňováním vodíku. Při kontaktu s kyanidem vytváří toxické plyny kyanovodíku.

Vdechnutí způsobuje silné podráždění nosu a horních cest dýchacích, což může způsobit poškození plic.

Při požití způsobuje poleptání v ústech a žaludku. Kontakt s očima způsobuje silné podráždění a popáleniny. Kontakt s pokožkou způsobuje podráždění a popáleniny.

Pokud tato chemická látka v roztoku přijde do kontaktu s očima, měla by se okamžitě propláchnout velkým množstvím vody, příležitostně zvednout spodní a horní víčka.

Při práci s touto chemikálií by se kontaktní čočky neměly nosit. Pokud je oční tkáň zamrzlá, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc.

Pokud tkáň nezamrzne, okamžitě a důkladně vypláchněte oči velkým množstvím vody po dobu nejméně 15 minut, příležitostně zvedněte spodní a horní víčka.

Pokud podráždění, bolest, otok nebo slza přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc co nejdříve.

Pokud tato chemická látka v roztoku přijde do styku s kůží a nezpůsobuje omrzliny, okamžitě opláchněte kontaminovanou pokožku vodou.

Pokud se tato chemikálie dostane na oděv, okamžitě odložte oděv a omyjte pokožku vodou.

Pokud dojde k omrzlinám, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc. Poškozené oblasti nemyjte ani opláchněte vodou. Aby se předešlo dalšímu poškození tkanin, nemělo by se pokoušet odstraňovat zmrazené oblečení z mrazivých oblastí.

Při vdechnutí velkého množství této chemikálie by měla být exponovaná osoba okamžitě přemístěna na čerstvý vzduch. Pokud se dýchání zastavilo, proveďte resuscitaci z úst do úst. Oběť by měla být udržována v teple a klidu a lékařská pomoc by měla být vyhledána co nejdříve.

Pokud byla tato chemikálie v roztoku spolknuta, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc.

Manipulace a skladování

Bromy vodíku by měly být skladovány na chladném, dobře větraném místě. Její manipulace musí být zajištěna s dostatečným větráním. Měl by být uchováván, pouze pokud teplota nepřesahuje 52 stupňů Celsia.

Nádoby musí být pevně zajištěny ve svislé poloze, aby se zabránilo jejich pádu nebo nárazu. Kromě toho nainstalujte ochranný uzávěr ventilu, je-li k dispozici, pevně na místě ručně a také skladujte prázdné a plné nádoby odděleně (praxe, 2016).

Při manipulaci s produktem pod tlakem by měly být používány správně navržené vodovodní potrubí a vybavení, aby odolalo zjištěným tlakům. Nikdy nepracujte na přetlakovém systému a v potrubí nepoužívejte zařízení zabraňující zpětnému toku. Plyny mohou způsobit rychlé udušení v důsledku nedostatku kyslíku.

Je důležité uchovávat a používat při dostatečném větrání. Pokud dojde k netěsnosti, uzavřete ventil nádoby a vypněte systém bezpečným a ekologickým způsobem. Poté opravte netěsnost. Nikdy nepokládejte nádobu na místo, kde může být součástí elektrického obvodu.

Při manipulaci s válci by měly být používány kožené ochranné rukavice a vhodné boty. Musí být chráněny a proto je třeba se jim vyhýbat, táhnout, válcovat nebo klouzat.

Při přemisťování válce by měl být odnímatelný kryt ventilu vždy na svém místě. Nikdy se nepokoušejte zvedat válec za čepičku, která je určena pouze k ochraně ventilu.

Při přemisťování válců, i na krátké vzdálenosti, použijte vozík (vozík, ruční vozík atd.) Určený k přepravě válců.

Do otvorů v krytu nesmí být nikdy vložen žádný předmět (např. Klíč, šroubovák, páčka), protože by to mohlo poškodit ventil a způsobit netěsnost.

Nastavitelný popruhový klíč se používá k odstranění krytů, které jsou příliš těsné nebo zrezivělé. Ventil by se měl otevírat pomalu a pokud to není možné, přestaňte jej používat a kontaktujte svého dodavatele. Po každém použití musí být samozřejmě ventil ventilu uzavřen.

Uvedený kontejner musí být uzavřený, i když je prázdný. Plamen nebo lokální teplo by nikdy neměly být aplikovány přímo na žádnou část nádoby. Vysoké teploty mohou nádobu poškodit a způsobit předčasné selhání zařízení pro odlehčení tlaku, čímž se vypustí obsah nádoby (praxeair, 2016).

Syntéza

Plynný bromovodík lze v laboratoři vyrábět bromací tetralinu (1,2,3,4-tetrahydronaftalenu). Nevýhodou je, že polovina bromu je ztracena. Výtěžek je přibližně 94%, nebo co je stejné, 47% bromu končí jako HBr.

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

Plynný bromovodík může být také syntetizován v laboratoři reakcí koncentrované kyseliny sírové s bromidem sodným.

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

Nevýhodou tohoto způsobu je to, že velká část produktu se ztrácí oxidací nadbytkem kyseliny sírové za vzniku bromu a oxidu siřičitého.

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

Bromovodík může být připraven v laboratoři reakcí mezi vyčištěným vodíkovým plynem a bromem. To je katalyzováno azbestem platiny a provádí se v křemenné zkumavce při 250 ° C.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Bezvodý bromovodík může být také vyráběn v malém měřítku termolýzou trifenylfosfoniumbromidu v xylenu pod zpětným chladičem.

HBr lze získat metodou červeného fosforu. Nejprve se do vodního reaktoru přidá červený fosfor a později pomalu za míchání brom a kyselina bromovodíková a kyselina fosforečná sedimentací, filtrací a získaná destilace bude kyselina bromovodíková.

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

Bromovodík připraveny výše uvedenými způsoby mohou být kontaminovány Br ₂, které mohou být odstraněny průchodem plynu do roztoku fenolu v tetrachlormethanu nebo jiném vhodném rozpouštědle při teplotě místnosti za vzniku 2, 4, 6-tribromfenol, a tím generování plus HBr.

Tento proces může být také prováděn pomocí vysokoteplotních měděných čipů nebo měděné gázy (vodík: bromovodík, 1993-2016).

Aplikace

HBr se používá při výrobě organických bromidů, jako je methylbromid, bromethan atd., A anorganických, jako je bromid sodný, bromid draselný, bromid lithný a bromid vápenatý atd.

Používá se také ve fotografických a farmaceutických aplikacích nebo při syntéze sedativ a anestetik. Kromě toho se používá v průmyslovém sušení, povrchové úpravě textilu, nátěrech, povrchových úpravách a ohnivzdornosti.

Sloučenina se také používá k leptání polysiliconových listů pro výrobu počítačových čipů (Interscan Corporation, 2017).

Bromovodík je dobrým rozpouštědlem pro některé kovové minerály, které se používají při rafinaci vysoce čistých kovů.

V ropném průmyslu se používá jako separace alkoxy a fenoxy sloučenin a jako katalyzátor pro oxidaci cyklických uhlovodíků a řetězových uhlovodíků na ketony, kyseliny nebo peroxidy. Používá se také v syntetických barvivech a kořeních.

Vysoce kvalitní plyn z HBr se používá k leptání a čištění polovodičové suroviny (SHOWA DENKO KK, nd).

Sloučenina se používá jako analytické činidlo při stanovení síry, selenu, bizmutu, zinku a železa pro separaci cínu od arsenu a antimonu. Je to alkylační katalyzátor a redukční činidlo používané v organické syntéze.

Pro výrobu kyseliny bromovodíkové lze použít bromovodík. Kyselina bromovodíková je velmi silná minerální kyselina, silnější než kyselina chlorovodíková.

HBr je vysoce reaktivní a korozivní pro většinu kovů. Kyselina je běžným činidlem v organické chemii, které se používá pro oxidaci a katalýzu. Je také účinný při těžbě určitých kovových minerálů (bromovodík, 2016).

Reference

1. Interscan Corporation. (2017). Přístroje pro monitorování bromovodíku a bromidu vodíku. Citováno z webu gasdetection.com.
2. Chemický datový list. (2016). Citováno z HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, NW (2001). Anorganická chemie. Akademický tisk.
4. Bromovodík. (2016). Citováno z ChemicalBook.
5. Vodík: bromovodík. (1993-2016). Načteno z WebElements.
6. Bezpečnostní list materiálu bromovodík. (2005, 9. října). Citováno z Sciencelab.com.
7. Národní centrum pro biotechnologické informace. (SF). PubChem Compound Database; CID = 260. Citováno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxe vč. (2016, 17. října). Bromovodík, bezvodý Bezpečnostní list P-4605. Citováno z praxair.com.
9. SHOWA DENKO KK (nd). bromovodík. Citováno z www.sdk.co.jp.