Značilnosti vodikovega bromida (HBr), sinteza in uporabe



The vodikov bromid, Kemična spojina s formulo HBr je dvoatomna molekula s kovalentno vezjo. Spojina je razvrščena kot vodikov halid, ki je brezbarvni plin, ki po raztapljanju v vodi tvori hidrobromno kislino, nasičeno pri 68,85% m / m pri sobni temperaturi..

Vodne raztopine s 47,6% m / m tvorijo konstantno vreli azeotropni mešanici, ki vre pri 124,3 ° C. Manj koncentrirane, vrele raztopine sproščajo H2O, dokler ni dosežena sestava azeotropne mešanice s konstantnim vreliščem.

Indeks

  • 1 Fizikalne in kemijske lastnosti
  • 2 Reaktivnost in nevarnosti
  • 3 Ravnanje in skladiščenje          
  • 4 Sinteza
  • 5 Uporabe
  • 6 Reference

Fizikalne in kemijske lastnosti

Vodikov bromid je brezbarven plin pri sobni temperaturi z kiselkastim in dražilnim vonjem. Spojina je stabilna, vendar se potem malo zmanjša, ko je izpostavljena zraku ali svetlobi, kot je prikazano na sliki 2 (Nacionalni center za biotehnološke informacije, S.F.).

Ima molekulsko maso 80,91 g / mol in gostoto 3,307 g / L, zaradi česar je težja od zraka. Plin se kondenzira in tvori brezbarvno tekočino z vreliščem -66,73 stopinj Celzija..

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

Razdalja med vezjo broma in vodika je 1,414 angstroma, njena disociacijska energija pa je 362,5 kJ / mol.

Vodikov bromid je bolj topen v vodi kot klorovodik, saj lahko raztopi 221 g v 100 ml vode pri 0 stopinjah Celzija, kar ustreza prostornini 612 litrov tega plina za vsak liter vode. Prav tako je topen v alkoholu in drugih organskih topilih.

V vodni raztopini (bromovodikova kislina) prevladujejo kisle lastnosti HBr (kot v primeru HF in HCl) in je v vezavi vodik-halogen šibkejše v primeru vodikovega bromida kot pri vodikov klorid.

Če torej klor prehaja skozi bromovodik, opazimo nastanek rjavih hlapov, značilnih za molekularni brom. Reakcija, ki pojasnjuje, je naslednja:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

To kaže, da je vodikov bromid močnejši reducent, kot vodikov klorid in da je vodikov klorid boljši oksidant.

Vodikov bromid je močna brezvodna kislina (brez vode). Hitro in eksotermno reagira z vsemi vrstami baz (vključno z amini in amidi).

Reagira egzotermno z karbonati (vključno z apnencem in gradbenimi materiali, ki vsebujejo apnenec) in hidrogenkarbonati za ustvarjanje ogljikovega dioksida \ t.

Reagira s sulfidi, karbidi, boridi in fosfidi za ustvarjanje strupenih ali vnetljivih plinov.

Reagira s številnimi kovinami (vključno z aluminijem, cinkom, kalcijem, magnezijem, železom, kositrom in vsemi alkalijskimi kovinami), da proizvaja vnetljiv vodikov plin.

Odgovorite nasilno z:

  • anhidrid ocetne kisline
  • 2-aminoetanol
  • amonijev hidroksid
  • kalcijev fosfid
  • klorosulfonska kislina
  • 1,1-difluoroetilena
  • etilendiamina
  • etilenimin
  • kajenje žveplove kisline
  • perklorna kislina
  • b-propiolakton
  • propilen oksid
  • srebrov perklorat
  • Uranijev fosfid (IV)
  • vinil acetata
  • kalcijev karbid
  • rubidijev karbid
  • cezijev acetilid
  • rubidijev acetilid
  • magnezijev borid
  • živosrebrov sulfat (II)
  • kalcijev fosfid
  • kalcijev karbid (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivnost in nevarnosti

Vodikov bromid je razvrščen kot jedka in dražilna snov. To je zelo nevarno v primeru stika s kožo (dražilno in jedko) in oči (dražilno) ter v primeru zaužitja in vdihavanja (draženje pljuč)..

Spojina je shranjena v posodah pod tlakom z utekočinjenim plinom. Dolgotrajna izpostavljenost ognju ali močni vročini lahko povzroči nasilno razpoko stisnjenega vsebnika, ki lahko izstreli dražeče strupene pare..

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

Termična razgradnja brezvodnega bromovodika ustvarja strupene bromne pline. Lahko postane vnetljiv, če reagira z sproščanjem vodika. Pri stiku s cianidom nastajajo strupeni plini vodikovega cianida.

Vdihavanje povzroča hudo draženje nosu in zgornjih dihal, kar lahko povzroči poškodbo pljuč.

Zaužitje povzroči opekline ust in želodca. Stik z očmi povzroča hudo draženje in opekline. Stik s kožo povzroča draženje in opekline.

Če pride ta kemikalija v raztopino v stik z očmi, jih je treba takoj sprati z veliko količino vode, občasno dvigniti spodnjo in zgornjo veko..

Pri delu s to kemikalijo ne uporabljajte kontaktnih leč. Če je očesno tkivo zamrznjeno, morate takoj poiskati zdravniško pomoč.

Če tkivo ni zamrznjeno, oči takoj in popolnoma izperite z veliko količino vode vsaj 15 minut, občasno dvignite spodnjo in zgornjo veko.

Če draženje, bolečina, oteklina ali solzenje ostanejo, takoj poiščite zdravniško pomoč.

Če ta kemikalija v raztopini pride v stik s kožo in ne povzroči zamrznitve, takoj sperite kožo, onesnaženo z vodo.

Če ta kemikalija prodre v obleko, takoj odstranite obleko in kožo operite z vodo.

Če pride do ozebline, takoj poiščite zdravniško pomoč. Ne dotikajte se prizadetih območij ali sperite z vodo. Da bi preprečili nadaljnje poškodbe tkiva, ne poskušajte odstraniti zamrznjenih oblačil z območij z zmrzaljo..

Če se vdihne večja količina te kemikalije, je treba izpostavljeno osebo takoj prenesti na svež zrak. Če se dihanje ustavi, opravite oživljanje usta na usta. Žrtev je treba ohranjati na toplem in počivati, poleg tega, da poskuša čim prej dobiti zdravniško pomoč.

Če je ta kemikalija v raztopini zaužila, takoj poiskati zdravniško pomoč

Ravnanje in skladiščenje          

Jeklenke z vodikovim bromidom shranjujte na hladnem in dobro prezračevanem mestu. Ravnanje z njim mora biti ustrezno prezračevano. Shraniti ga je treba le, ko temperatura ne preseže 52 stopinj Celzija.

Posode morajo biti trdno pritrjene v navpičnem položaju, da se preprečijo padci ali udarci. Poleg tega namestite zaščitni pokrov ventila, če je nameščen, trdno v roki, kot tudi shranite polne in prazne zabojnike ločeno (praxair inc., 2016).

Pri rokovanju s proizvodom pod tlakom je treba uporabiti ustrezno oblikovane cevi in ​​opremo, da prenesejo obremenitve, ki so nastale. Nikoli ne delajte v sistemu pod tlakom in uporabite napravo za preprečevanje povratnega toka v cevovodu. Plini lahko povzročijo hitro zadušitev zaradi pomanjkanja kisika.

Skladiščiti in uporabljati z ustreznim prezračevanjem je pomembno. Če pride do puščanja, zaprite ventil posode in izklopite sistem na varen in okolju primeren način. Potem popravite uhajanje. Nikoli ne postavljajte posode, kjer je lahko del električnega tokokroga.

Pri ravnanju z valji je treba nositi usnjene zaščitne rokavice in čevlje. Ti morajo biti zaščiteni in za to se morate izogibati vlečenju, premikanju ali drsenju.

Pri premikanju jeklenke je treba vedno odstraniti pokrov ventila. Nikoli ne poskušajte dvigniti cilindra za pokrov, ki je namenjen le zaščiti ventila.

Pri premikanju jeklenk, tudi za kratke razdalje, uporabite voziček (voziček, ročni viličar itd.), Ki je namenjen transportu valjev.

Predmeta (npr. Ključ, izvijač, podporna palica) se nikoli ne sme vstaviti v odprtine na pokrovu, saj lahko s tem poškodujete ventil in povzročite puščanje..

Prilagodljiv trakast ključ se uporablja za odstranjevanje pokrovov, ki so preozko ali zarjaveli. Ventil se mora odpreti počasi in če to ni mogoče, ga prenehajte uporabljati in se obrnite na dobavitelja. Seveda mora biti ventil posode zaprt po vsaki uporabi.

Ta posoda mora biti zaprta tudi, ko je prazna. Nikoli ne postavljajte plamena ali lokalizirane toplote neposredno na kateri koli del posode. Visoke temperature lahko poškodujejo posodo in povzročijo, da naprava za razbremenitev tlaka prezgodaj odpove, odzračevanje vsebine vsebnika (praxair inc., 2016).

Sinteza

Plinasti vodikov bromid se lahko proizvaja v laboratoriju z bromiranjem tetralina (1,2,3,4-tetrahidronaftalena). Pomanjkljivost je, da je polovica broma izgubljena. Dobitek je približno 94%, ali kar je enako, 47% broma se konča kot HBr.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8Br4 + 4 HBr

Plin iz vodikovega bromida se lahko sintetizira tudi v laboratoriju z reakcijo koncentrirane žveplove kisline na natrijevem bromidu.

NaBr (s) + H2SO4 → HBr (g) + NaHSO4

Pomanjkljivost te metode je, da se velik del proizvoda izgubi z oksidacijo s presežkom žveplove kisline, da nastane brom in žveplov dioksid..

2 HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2H2O

Vodikov bromid se lahko pripravi v laboratoriju z reakcijo med prečiščenim vodikovim plinom in bromom. To katalizira azbest iz platine in se izvaja v kvarčni cevi pri 250 ° C.

Br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Majhni brezvodni bromovodik se lahko proizvaja tudi s termolizo trifenilfosfonijevega bromida v refluktirajočem ksilenu.

HBr lahko dobimo po metodi rdečega fosforja. Najprej dodamo rdeči fosfor v vodni reaktor in nato počasi, brom pri mešanju in reakcijo bromovodikove kisline in fosforne kisline, s sedimentacijo, filtracijo in pridobljeno destilacijo postane bromovodikova kislina.

P4+6 Br2+12 H2O → 12 HBr + 4 H3PO3

Vodikov bromid, pripravljen z zgoraj navedenimi metodami, je lahko kontaminiran z Br2, ki se lahko odstrani s prehodom plina skozi raztopino fenola v tetraklorometanu ali drugem primernem topilu pri sobni temperaturi, kar proizvaja 2,4,6-tribromofenol in s tem proizvaja več HBr.

Ta postopek se lahko izvaja tudi z bakrenimi čipi ali bakreno gazo pri visoki temperaturi (vodik: vodikov bromid, 1993–2016)..

Uporabe

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

Uporablja se tudi v fotografskih in farmacevtskih aplikacijah ali za sintezo sedativov in anestetikov. Poleg tega se uporablja v industrijskem sušenju, končni obdelavi tekstila, premaznih sredstvih, površinski obdelavi in ​​protipožarnih sredstvih.

Spojina se uporablja tudi za rezanje polisilicijskih plošč, za izdelavo računalniških čipov (Interscan Corporation, 2017).

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

V naftni industriji se uporablja kot ločitev alkoksi in fenoksi spojin in katalizator za oksidacijo cikličnih ogljikovodikov in ogljikovodikov v verigi v ketone, kisline ali perokside. Uporablja se tudi v sintetičnih barvah in začimbah.

Za sežiganje in čiščenje polprevodniških surovin se uporablja visokokakovostni plin HBr (SHOWA DENKO K.K, s.f).

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 reducent, ki se uporablja v organski sintezi.

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

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

Reference

  1. Interscan Corporation. (2017). Instrumenti za spremljanje vodikovega bromida in vodikovega bromida. Vzpostavljeno iz gasdetection.com.
  2. Datoteka s kemikalijami. (2016). Vzpostavljeno iz VODIKOV BROMID, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Anorganska kemija Akademski tisk.
  4. Vodikov bromid. (2016). Pridobljeno iz Chemical Book.
  5. Vodik: vodikov bromid. (1993–2016). Pridobljeno iz spletnih strani.
  6. Varnostni list za material Vodikov bromid. (2005, 9. oktober). Vzpostavljeno iz sciencelab.com.
  7. Nacionalni center za biotehnološke informacije. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 260. Vzpostavljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxair inc. (2016, 17. oktober). Vodikov bromid, brezvodni varnostni list P-4605. Vzpostavljeno iz praxair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). vodikov bromid. Vzpostavljeno iz www.sdk.co.jp.