Vlastnosti bromovodíka (HBr), syntéza a použitia

bromovodíka, Chemická zlúčenina vzorca HBr je diatomická molekula s kovalentnou väzbou. Zlúčenina je klasifikovaná ako halogenovodík, čo je bezfarebný plyn, ktorý po rozpustení vo vode tvorí kyselinu bromovodíkovú nasýtenú pri 68,85% hmotn./hmotn..

Vodné roztoky pri 47,6% hmotn./hmotn. Tvoria konštantnú vriacu azeotropickú zmes s teplotou varu 124,3 ° C. Menej koncentrované, vriace roztoky uvoľňujú H20, až kým sa nedosiahne zloženie konštantnej vriacej azeotropickej zmesi.

index

• 1 Fyzikálne a chemické vlastnosti
• 2 Reaktivita a nebezpečenstvá
• 3 Manipulácia a skladovanie          
• 4 Syntéza
• 5 Použitie
• 6 Referencie

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Bromovodík je bezfarebný plyn pri izbovej teplote s kyslou a dráždivou vôňou. Zlúčenina je stabilná, ale keď je vystavená vzduchu alebo svetlu, postupne stmavne, ako je znázornené na obrázku 2 (National Center for Biotechnology Information, S.F.)..

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 ° C..

Pokračovaním ochladenia kvapalina stuhne, čím sa získajú biele kryštály, ktorých teplota topenia je -86,82 ° C s hustotou 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Vzhľad týchto kryštálov je znázornený na obr.

Spojovacia vzdialenosť medzi brómom a vodíkom je 1,414 angstromu a jeho disociačná energia je 362,5 kJ / mol.

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

Vo vodnom roztoku (kyselina bromovodíková) sú dominantné kyslé vlastnosti HBr (ako v prípade HF a HCl) a vo vodíkovo-halogénovej väzbe je v prípade bromovodíka slabšia ako v prípade bromovodíka. chlorovodíka.

Ak sa teda chlór nechá prechádzať bromovodíkom, je pozorovaná tvorba hnedých pár charakteristických pre molekulárny bróm. Reakcia, ktorá to vysvetľuje, je nasledovná:

2HBr + Cl2-2HCl + Br2

To svedčí o tom, že bromovodík je silnejšie redukčné činidlo ako chlorovodík a že chlorovodík je lepším oxidačným činidlom.

Bromovodík je silná bezvodá kyselina (bez vody). Rýchlo a exotermicky reaguje so zásadami všetkých typov (vrátane amínov a amidov).

Reaguje exotermicky s uhličitanmi (vrátane vápenca a stavebných materiálov obsahujúcich vápenec) a hydrogénuhličitany, čím vzniká oxid uhličitý.

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

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

Reagujte násilne s:

• anhydrid kyseliny octovej
• 2-aminoetanol
• hydroxid amónny
• fosfid vápenatý
• kyselina chlórsulfónová
• 1,1-difluoroethylene
• etyléndiamín
• ethylenimin
• dymivá kyselina sírová
• kyselina chloristá
• b-propiolaktónu
• propylénoxid
• chloristanu strieborného
• Fosfid uránu (IV)
• vinylacetát
• karbid vápenatý
• karbid rubídia
• acetylid cézny
• acetylid rubídia
• borid horečnatý
• sulfát ortuti (II)
• fosfid vápenatý
• karbid vápnika (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivita a nebezpečenstvá

Bromovodík sa klasifikuje ako žieravá a dráždivá zlúčenina. Je mimoriadne nebezpečný v prípade kontaktu s pokožkou (dráždivé a žieravé) a očí (dráždivé) a pri požití a vdýchnutí (dráždivé pre pľúca)..

Zlúčenina sa skladuje v tlakových nádobách na skvapalnený plyn. Dlhodobé vystavenie sa ohňu alebo intenzívnemu teplu môže viesť k prudkému roztrhnutiu tlakovej nádoby, ktorá môže vystreľovať uvoľňovanie dráždivých toxických výparov..

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

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

Vdýchnutie spôsobuje vážne podráždenie nosa a horných dýchacích ciest, čo môže spôsobiť poranenie pľúc.

Požitie spôsobuje popáleniny úst a žalúdka. Kontakt s očami spôsobuje vážne podráždenie a popáleniny. Kontakt s pokožkou spôsobuje podráždenie a popáleniny.

Ak sa táto chemikália v roztoku dostane do kontaktu s očami, okamžite ich umyte veľkým množstvom vody, občas zdvihnite dolné a horné viečka..

Pri práci s touto chemikáliou sa nesmú používať kontaktné šošovky. Ak je očné tkanivo zmrazené, okamžite vyhľadajte lekársku pomoc.

Ak tkanivo nie je zmrazené, okamžite a úplne opláchnite oči veľkým množstvom vody po dobu najmenej 15 minút, občas nadvihnite dolné a horné viečka..

Ak podráždenie, bolesť, opuch alebo trhanie pretrvávajú, vyhľadajte lekársku pomoc čo najskôr.

Ak sa táto chemikália dostane do styku s pokožkou a nevyvolá zmrazenie, okamžite opláchnite pokožku kontaminovanú vodou.

Ak táto chemikália preniká do oblečenia, okamžite odstráňte odev a opláchnite pokožku vodou.

Ak dôjde k omrznutiu, okamžite vyhľadajte lekársku pomoc. Nepoškodzujte postihnuté miesta ani ich opláchnite vodou. Aby sa zabránilo ďalšiemu poškodeniu tkaniva, nepokúšajte sa odstrániť mrazené oblečenie z oblastí s mrazom..

Ak sa vdýchne veľké množstvo tejto chemikálie, exponovaná osoba sa musí okamžite presunúť na čerstvý vzduch. Ak sa dýchanie zastavilo, vykonajte resuscitáciu z úst do úst. Obeť by mala byť udržiavaná v teple av pokoji, okrem toho, aby sa čo najskôr snažila získať lekársku pomoc.

Ak sa táto chemikália v roztoku prehltla, okamžite vyhľadajte lekársku pomoc

Manipulácia a skladovanie          

Valce na bromovodík by sa mali skladovať na chladnom a dobre vetranom mieste. Jeho manipulácia musí byť zabezpečená dostatočným vetraním. Malo by byť skladované iba v prípade, že teplota nepresiahne 52 stupňov Celzia.

Nádoby musia byť pevne upevnené vo vertikálnej polohe, aby sa zabránilo pádu alebo zasiahnutiu. Okrem toho nainštalujte ochranný kryt ventilu, ak je dodaný, pevne na mieste, ako aj skladujte celé a prázdne nádoby samostatne (praxair inc., 2016).

Pri manipulácii s výrobkom pod tlakom sa musia použiť správne navrhnuté potrubia a zariadenia, aby odolali vzniknutým tlakom. Nikdy nepracujte v tlakovom systéme a v potrubí nepoužívajte zariadenie na spätné prúdenie. Plyny môžu spôsobiť rýchle udusenie spôsobené nedostatkom kyslíka.

Dôležité je skladovanie a používanie s primeraným vetraním. Ak dôjde k úniku, zatvorte ventil nádoby a vypnite systém bezpečným a ekologickým spôsobom. Potom opravte únik. Nikdy neumiestňujte nádobu, kde môže byť súčasťou elektrického obvodu.

Pri manipulácii s valcami by sa mali nosiť kožené ochranné rukavice a obuv. Tie musia byť chránené a na to sa musíte vyhnúť ich ťahaním, rolovaním alebo posúvaním.

Pri premiestňovaní valca musí byť vždy odnímateľný kryt ventilu držaný na mieste. Nikdy sa nepokúšajte zdvihnúť valec za jeho kryt, ktorý je určený len na ochranu ventilu.

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

Objekt (napríklad kľúč, skrutkovač, páčidlo) nesmie byť nikdy vložený do otvorov vo veku, pretože by to mohlo poškodiť ventil a spôsobiť únik.

Nastaviteľný remienok sa používa na odstránenie príliš tesných alebo hrdzavých krytov. Ventil by sa mal pomaly otvárať a ak to nie je možné, mali by ste prestať používať a kontaktovať svojho dodávateľa. Samozrejme, ventil zásobníka musí byť po každom použití zatvorený.

Tento kontajner musí byť uzavretý aj keď je prázdny. Nikdy neumiestňujte plameň ani lokalizované teplo priamo na žiadnu časť nádoby. Vysoké teploty môžu poškodiť nádobu a spôsobiť predčasné zlyhanie zariadenia na odľahčenie tlaku, odvzdušnenie obsahu nádoby (praxair inc., 2016).

syntéza

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

C₁₀H₁₂ + 4 Br₂ → C₁₀H₈br₄ + 4 HBr

Plynný bromovodík sa môže tiež syntetizovať v laboratóriu reakciou koncentrovanej kyseliny sírovej na bromid sodný.

NaBr (s) + H₂SW₄ → HBr (g) + NaHSO₄

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

2 HBr + H₂SW₄ → Br₂ + SW₂ + 2 H₂O

Bromovodík sa môže pripraviť v laboratóriu reakciou medzi čisteným plynným vodíkom a brómom. To je katalyzované azbestom platiny a vykonáva sa v kremennej trubici pri 250 ° C.

br₂ + H₂[Pt] → 2 HBr

Bezvodý bezvodý bromovodík sa môže tiež pripraviť termolýzou trifenylfosfóniumbromidu v refluxujúcom xyléne..

HBr sa môže získať metódou červeného fosforu. Najprv sa do vodného reaktora pridá červený fosfor a potom sa pomaly za miešania bróm za premiešavania a reakcie kyseliny bromovodíkovej a kyseliny fosforitej sedimentáciou, filtráciou a získanou destiláciou použije kyselina bromovodíková..

P₄+6 Br₂+12 H₂O → 12 HBr + 4 H₃PO₃

Bromovodík pripravený vyššie uvedenými spôsobmi môže byť kontaminovaný Br₂, ktorý môže byť odstránený prechodom plynu cez roztok fenolu v tetrachlórmetáne alebo inom vhodnom rozpúšťadle pri teplote miestnosti, čím sa získa 2,4,6-tribromofenol a tým sa vytvorí viac HBr..

Tento proces môže byť tiež uskutočnený pomocou medených triesok alebo medenej gázy pri vysokej teplote (vodík: bromovodík, 1993-2016).

aplikácie

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

Používa sa aj vo fotografických a farmaceutických aplikáciách alebo na syntézu sedatív a anestetík. Okrem toho sa používa pri priemyselnom sušení, konečnej úprave textílií, náterových látkach, povrchových úpravách a protipožiarnych prostriedkoch.

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

Bromovodík je dobrým rozpúšťadlom pre niektoré kovové minerály, ktoré sa používajú pri rafinácii kovov s vysokou čistotou.

V ropnom priemysle sa používa ako separácia alkoxy a fenoxy zlúčenín a katalyzátor na oxidáciu cyklických uhľovodíkov a uhľovodíkov v reťazci na ketóny, kyselinu alebo peroxid. Používa sa aj v syntetických farbivách a korení.

Na spaľovanie a čistenie polovodičovej suroviny sa používa vysoko kvalitný plyn HBr (SHOWA DENKO K.K, s.f.)..

Zlúčenina sa používa ako analytické činidlo pri stanovení síry, selénu, bizmutu, zinku a železa., Na separáciu cínu z 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 bežné činidlo v organickej chémii, používané na oxidáciu a katalýzu. Je tiež účinný pri extrakcii určitých kovových minerálov (bromovodík, 2016).

referencie

1. Interscan Corporation. (2017). Prístroje na monitorovanie bromovodíka a bromovodíka. Získané z gasdetection.com.
2. Chemický informačný list. (2016). Zdroj: HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Anorganická chémia Akademická tlač.
4. Bromovodík. (2016). Zdroj: ChemicalBook.
5. Vodík: bromovodík. (1993-2016). Zdroj: WebElements.
6. Karta bezpečnostných údajov materiálu Bromovodík. (2005, 9. októbra). Získané z sciencelab.com.
7. Národné centrum pre informácie o biotechnológiách. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 260. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17. október). Bromovodík, bezvodý Karta bezpečnostných údajov P-4605. Získané z praxeair.com.
9. SHOWA DENKO K.K. (N. D.). bromovodíka. Zdroj: www.sdk.co.jp.