BROMID VODIK (HBR): ZNAČILNOSTI, SINTEZA IN UPORABE - KEMIJA - 2026

Vodikov bromid , spojina s formulo HBr kemikalijo dvoatomna molekula s kovalentno vezjo. Spojina je razvrščena kot vodikov halogenid, ki je brezbarven plin, ki ob raztapljanju v vodi tvori bromovodikovo kislino in se nasiči pri sobni temperaturi pri 68,85% w / p.

Vodne raztopine s 47,6% m / m tvorijo stalno vrelo azeotropsko mešanico, ki vre pri 124,3 stopinj Celzija. Manj koncentrirane, vrele raztopine sproščajo H2O, dokler ne dosežemo sestave azeotropne mešanice s stalnim vreliščem.

Slika 1: Struktura bromovodika

Fizikalne in kemijske lastnosti

Bromid vodik je brezbarven plin pri sobni temperaturi s kislim, dražilnim vonjem. Spojina je stabilna, vendar postopoma potemni, ko je izpostavljena zraku ali svetlobi, kot je prikazano na sliki 2 (Nacionalni center za biotehnološke informacije, SF).

Slika 2: videz bromovodika

Ima molekulsko maso 80,91 g / mol in gostoto 3,307 g / L, zaradi česar je težji od zraka. Plin kondenzira, pri čemer nastane brezbarvna tekočina z vreliščem -66,73 stopinje Celzija.

Ko se še naprej hladi, se tekočina strdi, pri čemer dobimo bele kristale, katerih tališče je -86,82 stopinje Celzija z gostoto 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Videz teh kristalov je prikazan na sliki 3.

Slika 3: videz bromovodika

Razdalja vezi med bromom in vodikom je 1.414 angstromov, njihova disociacijska energija pa je 362,5 kJ / mol.

Bromid vodik je v vodi bolj topen kot vodikov klorid in 221 g lahko raztopimo v 100 ml vode pri 0 stopinjah Celzija, kar ustreza količini 612 litrov tega plina za vsak liter vode. Topen je tudi v alkoholu in drugih organskih topilih.

V vodni raztopini (bromovodikova kislina) prevladujejo kisle lastnosti HBr (tako kot HF in HCl), pri vodiku in halogenu pa je pri vodikovem bromidu šibkejši kot pri vodikov klorid.

Če torej klor prehaja skozi brom vodik, opazimo tvorjenje rjavih hlapov, značilnih za molekulski brom. Reakcija, ki pojasnjuje, je naslednja:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

To kaže, da je vodikov bromid močnejši redukcijski agent kot vodikov klorid in da je vodikov klorid boljše oksidacijsko sredstvo.

Vodikov bromid je močna brezvodna kislina (brez vode). Hitro in eksotermično reagira z bazami vseh vrst (vključno z amini in amidi).

Eksotermično reagira s karbonati (vključno z apnencem in gradbenimi materiali, ki vsebujejo apnenec) in hidrogenkarbonati, da nastane ogljikov dioksid.

Reagira s sulfidi, karbidi, boridi in fosfidi in ustvarja vnetljive ali strupene pline.

Reagira z veliko kovinami (vključno z aluminijem, cinkom, kalcijem, magnezijem, železom, kositrom in vsemi alkalnimi kovinami), da ustvari vnetljiv vodikov plin.

Odzivajte nasilno z:

• ocetni anhidrid
• 2-aminoetanol
• amonijev hidroksid
• kalcijev fosfid
• klorosulfonska kislina
• 1,1-difluoroetilen
• etilendiamin
• etilenimin
• žveplena kislina
• perklorne kisline
• b-propriolakton
• propilenov oksid
• srebrni perklorat
• Uran (IV) fosfid
• vinil acetat
• kalcijev karbid
• rubidijev karbid
• cezijev acetilid
• rubidij acetilid
• magnezijev borid
• živosrebrni (II) sulfat
• kalcijev fosfid
• kalcijev karbid (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivnost in nevarnosti

Vodikov bromid je razvrščen kot jedko in dražilno snov. Izredno nevaren je v primeru stika s kožo (dražilno in jedko) in očmi (dražilno) ter v primeru zaužitja in vdihavanja (draženje pljuč).

Spojina je shranjena v posodah za utekočinjen plin pod tlakom. Dolgotrajna izpostavljenost ognju ali močni vročini lahko povzroči silovit razpad posode pod tlakom, ki se lahko sprosti in sprosti dražilne strupene hlape.

Dolgotrajna izpostavljenost nizkim koncentracijam ali kratkotrajna izpostavljenost visokim koncentracijam lahko povzroči škodljive učinke na zdravje zaradi vdihavanja.

Pri toplotnem razkroju brezvodnega vodikovega bromida nastajajo strupeni bromovi plini. Lahko postane vnetljiv, če reagira s sproščanjem vodika. V stiku s cianidom tvori strupene vodikove cianidne pline.

Vdihavanje povzroči močno draženje nosu in zgornjih dihal, kar lahko povzroči poškodbe pljuč.

Zaužitje povzroči opekline v ustih in želodcu. Stik z očmi povzroči močno draženje in opekline. Stik s kožo povzroči draženje in opekline.

Če pride ta kemična raztopina v stik z očmi, jih je treba nemudoma izpirati z velikimi količinami vode, občasno pa dvigniti spodnjo in zgornjo veko.

Kontaktnih leč ne smete nositi pri delu s to kemikalijo. Če je očesno tkivo zamrznjeno, takoj poiščite zdravniško pomoč.

Če tkivo ni zamrznjeno, oči in temeljito sperite z veliko količino vode vsaj 15 minut, občasno dvignite spodnji in zgornji pokrov.

Če draženje, bolečina, oteklina ali solzenje še vedno obstajajo, poiščite zdravniško pomoč čim prej.

Če pride ta kemična raztopina v stik s kožo in ne povzroči ozeblin, takoj sperite onesnaženo kožo z vodo.

Če ta kemikalija pride na oblačila, takoj odstranite oblačila in kožo sperite z vodo.

Če pride do ozebline, takoj poiščite zdravniško pomoč. Ne drgnite prizadetih območij in ne izpirajte z vodo. Da preprečite nadaljnjo škodo na tkaninah, ne smete poskušati odstraniti zamrznjenih oblačil z mraznih območij.

Če se vdihnejo velike količine te kemikalije, je treba izpostavljeno osebo takoj prestaviti na svež zrak. Če se je dihanje ustavilo, izvedite oživljanje iz ust v usta. Žrtev je treba hraniti na toplem in v mirovanju, čim prej pa je treba poiskati zdravniško pomoč.

Če je ta kemikalija v raztopini pogoltnila, takoj poiščite zdravniško pomoč.

Ravnanje in skladiščenje

Jeklenke z vodikovim bromidom shranjujte na hladnem in dobro prezračevanem mestu. Ravnanje mora biti z ustreznim prezračevanjem. Shranjujte ga le, kadar temperatura ne presega 52 stopinj Celzija.

Zabojniki morajo biti trdno pritrjeni v pokončnem položaju, da preprečijo, da bi padli ali udarili. Prav tako namestite zaščitni pokrov ventila, če je le-ta nameščen, ročno in ga shranite ločeno (praxair inc. 2016).

Pri rokovanju z izdelkom pod tlakom je treba uporabljati pravilno načrtovano vodovodno opremo in opremo, ki lahko vzdržijo pritiske. Nikoli ne delajte na sistemu pod tlakom in v cevovodu ne uporabljajte naprave za preprečevanje povratnega toka. Plini lahko povzročijo hitro zadušitev zaradi pomanjkanja kisika.

Shranjevanje in uporaba z ustreznim prezračevanjem je pomembna. Če pride do puščanja, zaprite zaporni ventil in sistem izklopite na varen in okolju prijazen način. Nato popravite puščanje. Nikoli ne postavljajte posode, kjer je lahko del električnega tokokroga.

Pri rokovanju z jeklenkami je treba nositi usnjene zaščitne rokavice in primerne čevlje. Te morajo biti zaščitene, zato se jih je treba izogibati, vleči, valjati ali drseti.

Med premikanjem valja morate odstraniti pokrov ventila vedno na mestu. Nikoli ne poskušajte dvigniti cilindra s pokrovčkom, ki je namenjen izključno zaščiti ventila.

Ko premikate jeklenke, tudi na kratke razdalje, uporabite voziček (voziček, ročni tovornjak itd.), Namenjen prevozu valjev.

V odprtine na pokrovu nikoli ne smete vstaviti predmeta (npr. Ključa, izvijača, ščitnika), saj lahko s tem poškodujete ventil in puščate.

Za odstranitev pokrovčkov, ki so preveč tesni ali zarjaveli, se uporablja nastavljiv ključ jermena. Ventil naj se počasi odpira in če je to nemogoče, ga nehajte uporabljati in se obrnite na svojega dobavitelja. Seveda je treba ventil posode po vsaki uporabi zapreti.

Omenjeno posodo je treba hraniti zaprto, tudi kadar je prazna. Plamena ali lokalizirane toplote se nikoli ne sme neposredno nalivati ​​na kateri koli del posode. Visoke temperature lahko poškodujejo posodo in povzročijo prezgodnji izpad naprave za razbremenitev tlaka, odzračevanje vsebine (praxair inc., 2016).

Sinteza

Plinasti vodikov bromid lahko izdelamo v laboratoriju z bromiranjem tetralina (1,2,3,4-tetrahidronaftalena). Slaba stran je, da se polovica broma izgubi. Dobitek je približno 94%, kar pomeni, da 47% broma konča kot HBr.

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

Plin vodikov bromid lahko sintetiziramo tudi v laboratoriju z reakcijo koncentrirane žveplove kisline z natrijevim bromidom.

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

Pomanjkljivost te metode je, da se velik del izdelka izgubi z oksidacijo z odvečno žveplovo kislino, da nastane brom in žveplov dioksid.

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

Vodikov bromid lahko pripravimo v laboratoriju z reakcijo med prečiščenim vodikovim plinom in bromom. Ta se katalizira s platinovim azbestom in se izvede v kremenovi cevi pri 250 ° C.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Brezvodni bromid vodik lahko v majhnem obsegu nastane tudi s termolizo trifenilfosfonijevega bromida v ksilenu pod refluksom.

HBr je mogoče dobiti z rdečo fosforno metodo. Najprej dodamo rdeč fosfor v vodnem reaktorju, pozneje pa počasi brom ob mešanju in reakcijo bromovodikove in fosforjeve kisline z usedanjem, filtracijo in pridobljeno destilacijo bo bromovodikova kislina.

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

Vodikov bromid z zgoraj navedenimi metodami je mogoče kontaminirani z Br pripravimo ₂ , ki jo lahko odstranimo z vodenjem plina skozi raztopino fenola v tetraklorometan ali drugega primernega topila pri sobni temperaturi, ter 2, 4, 6-tribromophenol in s tem ustvarjajo plus HBr

Ta postopek se lahko izvede tudi z visokotemperaturnimi bakrenimi sekanci ali bakrenimi gazami (Vodik: bromid vodik, 1993-2016).

Prijave

HBr se uporablja pri proizvodnji organskih bromidov, kot so metil bromid, bromoetan itd., In anorganskih, kot so natrijev bromid, kalijev bromid, litijev bromid in kalcijev bromid itd.

Uporablja se tudi v fotografskih in farmacevtskih aplikacijah ali za sintezo pomirjeval in anestetikov. Poleg tega se uporablja pri industrijskem sušenju, končni obdelavi tekstila, premazilih, sredstvih za obdelavo površin in protipožarni zaščiti.

Spojina se uporablja tudi za jedkanje polisilikonskih listov za izdelavo računalniških čipov (Interscan Corporation, 2017).

Vodikov bromid je dobro topilo za nekatere kovinske minerale, ki se uporabljajo pri rafiniranju kovin visoke čistosti.

V naftni industriji se uporablja kot ločevanje alkoksi in fenoksi spojin ter katalizator za oksidacijo cikličnih ogljikovodikov in verižnih ogljikovodikov v ketone, kislino ali peroksid. Uporablja se tudi v sintetičnih barvilih in začimbah.

Za jedkanje in čiščenje polprevodniških surovin se uporablja visokokakovosten plin HBr (SHOWA DENKO KK, nd).

Spojina se uporablja kot analitični reagent pri določanju žvepla, selena, bizmuta, cinka in železa za ločevanje kositra od arzena in antimona. Je katalizator alkilacije in redukcijsko sredstvo, ki se uporablja v organski sintezi.

Vodikov bromid se lahko uporablja za proizvodnjo bromovodikove kisline. Bromovodikova kislina je zelo močna mineralna kislina, močnejša od klorovodikove kisline.

HBr je zelo reaktiven in koroziven za večino kovin. Kislina je pogost reagent v organski kemiji, ki se uporablja za oksidacijo in katalizo. Učinkovit je tudi pri črpanju nekaterih kovinskih mineralov (Hydrogen bromide, 2016).

Reference

1. Korporacija Interscan. (2017). Instrumenti za spremljanje bromovodikovega in vodikovega bromida. Pridobljeno s strani gasdetection.com.
2. Kemijski podatkovni list. (2016). Pridobljeno iz BIRIDA HIDROGENA, ANHIDROZA: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, NW (2001). Anorganska kemija. Akademski tisk.
4. Vodikov bromid. (2016). Pridobljeno iz ChemicalBook.
5. Vodik: vodikov bromid. (1993–2016). Pridobljeno iz WebElements.
6. Podatkovni list o varnosti materiala Bromovodik. (2005, 9. oktobra). Pridobljeno z sciencelab.com.
7. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (SF). Podatkovna baza PubChem; CID = 260. Pridobljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17. oktobra). Vodikov bromid, brezvodni varnostni list P-4605. Pridobljeno s strani praxair.com.
9. SHOWA DENKO KK (drugo). vodikov bromid. Pridobljeno z www.sdk.co.jp.