Karakteristike vodikovog bromida (HBr), sinteza i uporaba



bromovodik, Kemijski spoj formule HBr je dvoatomska molekula s kovalentnom vezom. Spoj je klasificiran kao vodikov halogenid, bezbojni plin koji nakon otapanja u vodi formira bromovodičnu kiselinu zasićenu na 68,85% w / w na sobnoj temperaturi.

Vodene otopine od 47,6% w / w tvore konstantnu azeotropnu smjesu vrenja koja vre na 124,3 ° C. Manje koncentrirane, vrele otopine oslobađaju H20 dok se ne postigne sastav konstantne azeotropne smjese.

indeks

  • 1 Fizikalna i kemijska svojstva
  • 2 Reaktivnost i opasnosti
  • 3 Rukovanje i skladištenje          
  • 4 Sinteza
  • 5 Upotreba
  • 6 Reference

Fizikalna i kemijska svojstva

Vodikov bromid je bezbojni plin na sobnoj temperaturi s kiselim i iritantnim mirisom. Spoj je stabilan, ali malo potamne kada je izložen zraku ili svjetlu kao što je prikazano na slici 2 (Nacionalni centar za biotehnološke informacije, S.F.).

Ima molekulsku masu od 80.91 g / mol i gustoću od 3.307 g / L, što ga čini težim od zraka. Plin se kondenzira dajući bezbojnu tekućinu s vrelištem od -66,73 stupnjeva Celzija..

Nastavljajući hlađenje, tekućina se skrutne dobivanjem bijelih kristala čija je točka taljenja -86,82 stupnjeva Celzijusa s gustoćom od 2,660 g / ml (Egon Wiberg, 2001). Pojava ovih kristala prikazana je na slici 3.

Udaljenost između broma i vodika iznosi 1.414 angstroma, a energija disocijacije je 362.5 kJ / mol.

Vodikov bromid je topiviji u vodi od klorovodika, jer može otopiti 221 g u 100 ml vode na 0 stupnjeva Celzija, što je ekvivalentno volumenu od 612 litara tog plina za svaku litru vode. Također je topljiv u alkoholu i drugim organskim otapalima.

U vodenoj otopini (bromovodična kiselina) dominantna su kiselinska svojstva HBr (kao u slučaju HF i HCl), au vezi vodik-halogen slabija je u slučaju bromovodika nego u klorovodikom.

Stoga, ako se klor propušta kroz bromovodik, opaža se stvaranje smeđih para karakterističnih za molekularni brom. Reakcija koja to objašnjava je sljedeća:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

To je indikativno da je bromovodik jači redukcijski agens od klorovodika i da je klorovodik bolje oksidacijsko sredstvo.

Vodikov bromid je jaka bezvodna kiselina (bez vode). Brzo i egzotermno reagira s bazama svih vrsta (uključujući amine i amide).

Reagira egzotermički s karbonatima (uključujući vapnenac i građevinske materijale koji sadrže vapnenac) i hidrogenkarbonatima za stvaranje ugljičnog dioksida.

Reagira sa sulfidima, karbidima, boridima i fosfidima radi stvaranja otrovnih ili zapaljivih plinova.

Reagira s mnogim metalima (uključujući aluminij, cink, kalcij, magnezij, željezo, kositar i sve alkalne metale) kako bi proizveo zapaljivi plin vodik.

Žestoko odgovarajte na:

  • anhidrid octene kiseline
  • 2-aminoetanol
  • amonij hidroksid
  • kalcijev fosfid
  • klorosulfonska kiselina
  • 1,1-difluoretilen
  • etilendiamina
  • etilenimina
  • dimeća sumporna kiselina
  • perklorna kiselina
  • b-propiolaktona
  • propilen oksid
  • srebrni perklorat
  • Uranijev fosfid (IV)
  • vinil acetat
  • kalcijev karbid
  • rubidij karbid
  • cezij acetilid
  • rubidij acetilid
  • magnezij borid
  • živin sulfat (II)
  • kalcijev fosfid
  • kalcijev karbid (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivnost i opasnosti

Vodikov bromid je klasificiran kao nagrizajući i nadražujući spoj. Izuzetno je opasno u slučaju dodira s kožom (nadražujuće i nagrizajuće) i očiju (nadražujuće) te u slučaju gutanja i udisanja.

Spoj je pohranjen u spremnicima pod tlakom s ukapljenim plinom. Dugotrajno izlaganje vatri ili intenzivnoj toplini može rezultirati nasilnim pucanjem spremnika pod tlakom, koji može ispaliti ispuštajući iritantne toksične pare..

Dugotrajno izlaganje niskim koncentracijama ili kratkotrajno izlaganje visokim koncentracijama može rezultirati štetnim učincima na zdravlje zbog udisanja.

Termička razgradnja bezvodnog bromovodika proizvodi toksične bromne plinove. Može postati zapaljiv ako reagira otpuštanjem vodika. U kontaktu s cijanidom nastaju otrovni plinovi vodikovog cijanida.

Udisanje uzrokuje jaku iritaciju nosa i gornjih dišnih putova, što može uzrokovati ozljedu pluća.

Gutanje uzrokuje opekline u ustima i želucu. Kontakt očima uzrokuje jaku iritaciju i opekline. Kontakt s kožom uzrokuje iritaciju i opekline.

Ako ova kemikalija u otopini dođe u kontakt s očima, odmah ih treba oprati velikom količinom vode, povremeno podižući donje i gornje kapke.

Kontaktne leće ne smiju se nositi pri radu s ovom kemikalijom. Ako je tkivo oka zamrznuto, odmah potražite liječničku pomoć.

Ako tkivo nije zamrznuto, odmah isperite oči i potpuno s velikom količinom vode najmanje 15 minuta, povremeno podignite donje i gornje kapke.

Ako iritacija, bol, oticanje ili kidanje traju, potražite liječničku pomoć što je prije moguće.

Ako ta kemikalija u otopini dođe u kontakt s kožom i ne uzrokuje zamrzavanje, odmah isperite kožu zagađenom vodom.

Ako ova kemikalija prodre u odjeću, odmah uklonite odjeću i operite kožu vodom.

Ako se pojave ozebline, odmah potražite liječničku pomoć. Nemojte trljati pogođena područja ili isprati vodom. Kako biste spriječili daljnje oštećenje tkiva, ne pokušavajte ukloniti smrznute odjeće s područja sa smrzavanjem..

Ako se udahne velika količina ove kemikalije, izloženu osobu treba odmah premjestiti na svjež zrak. Ako je disanje prestalo, izvršite reanimaciju usta na usta. Žrtvu treba držati toplom i na miru, uz pokušaj da što prije dobije liječničku pomoć.

Ako je ova kemikalija u otopini progutana, odmah potražite liječničku pomoć

Rukovanje i skladištenje          

Bocice s vodikovim bromidom treba skladištiti na hladnom i dobro prozračenom mjestu. Njezino rukovanje mora biti uz odgovarajuću ventilaciju. Treba je skladištiti samo kada temperatura ne prelazi 52 stupnja Celzija.

Spremnici moraju biti čvrsto pričvršćeni u okomitom položaju kako bi se spriječilo njihovo padanje ili udaranje. Osim toga, postavite zaštitni poklopac ventila, ako je isporučen, čvrsto na ruci, kao i spremite pune i prazne spremnike zasebno (praxair inc., 2016).

Prilikom rukovanja proizvodom pod tlakom, moraju se koristiti pravilno dizajnirane cijevi i oprema kako bi se izdržali pritisci na koje se nailazi. Nikada ne radite u sustavu pod tlakom i koristite cjevovod za sprječavanje povratnog toka. Plinovi mogu uzrokovati brzo gušenje zbog nedostatka kisika.

Čuvati i koristiti s odgovarajućom ventilacijom. Ako dođe do curenja, zatvorite ventil spremnika i zatvorite sustav na siguran i ekološki ispravan način. Zatim popravite curenje. Nikada ne postavljajte spremnik tamo gdje može biti dio električnog kruga.

Kožne zaštitne rukavice i cipele treba nositi prilikom rukovanja cilindrima. Oni moraju biti zaštićeni i da biste to učinili, morate izbjegavati njihovo povlačenje, valjanje ili klizanje.

Prilikom pomicanja cilindra poklopac ventila koji se može skinuti uvijek mora biti na mjestu. Nikada ne pokušavajte podići cilindar za poklopac koji je namijenjen samo za zaštitu ventila.

Prilikom pomicanja cilindara, čak i za kratke udaljenosti, koristite kolica (kolica, ručni kamion itd.) Namijenjena za transport cilindara.

Predmet (na primjer, ključ, odvijač, šipka) nikada se ne smije umetati u otvore na poklopcu, jer to može oštetiti ventil i uzrokovati istjecanje..

Podesivi ključ za remen koristi se za uklanjanje pokrova koji su previše zategnuti ili zarđali. Ventil bi se trebao otvarati polako i ako to nije moguće, trebali biste prestati koristiti i kontaktirati vašeg dobavljača. Naravno, ventil za spremnik mora biti zatvoren nakon svake uporabe.

Ovaj spremnik mora biti zatvoren čak i kada je prazan. Nikada ne stavljajte plamen ili lokaliziranu toplinu izravno na bilo koji dio spremnika. Visoke temperature mogu oštetiti spremnik i uzrokovati prerano otkazivanje uređaja za rasterećenje, odzračivanje sadržaja spremnika (praxair inc., 2016).

sinteza

Plinov vodikov bromid može se proizvesti u laboratoriju bromiranjem tetralina (1,2,3,4-tetrahidronaftalena). Nedostatak je da se pola broma izgubi. Prinos je oko 94%, ili što je isto, 47% broma završava kao HBr.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8br4 + 4 HBr

Plin bromovodik također se može sintetizirati u laboratoriju reakcijom koncentrirane sumporne kiseline na natrijevom bromidu.

NaBr (s) + H2SW4 → HBr (g) + NaHS044

Nedostatak ove metode je u tome što se veliki dio proizvoda gubi oksidacijom viškom sumporne kiseline kako bi nastao brom i sumporni dioksid.

2 HBr + H2SW4 → Br2 + SW2 + 2H2O

Vodikov bromid može se pripremiti u laboratoriju reakcijom između pročišćenog vodikovog plina i broma. Ovo se katalizira azbestom od platine i provodi se u kvarcnoj cijevi na 250 ° C.

br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Bezvodni bromovodik malog opsega također se može proizvesti termolizom trifenilfosfonij bromida u refluksirajućem ksilenu.

HBr se može dobiti metodom crvenog fosfora. Prvo se u vodeni reaktor doda crveni fosfor, a zatim polako, uz miješanje i reakciju bromovodične kiseline i fosforne kiseline, taloženjem, filtracijom i dobivenom destilacijom, bromovom kiselinom..

P4+6 Br2+12 H2O → 12 HBr + 4H3PO3

Vodikov bromid pripravljen gore navedenim postupcima može biti kontaminiran s Br2, koji se mogu ukloniti propuštanjem plina kroz otopinu fenola u tetraklorometanu ili drugom prikladnom otapalu na sobnoj temperaturi, čime se dobiva 2,4,6-tribromofenol i time se generira više HBr.

Ovaj proces se također može provesti preko bakrenog čipa ili bakrene gaze na visokoj temperaturi (vodik: bromovodik, 1993.-2016.).

aplikacije

HBr se koristi u proizvodnji organskih bromida, kao što je metil bromid, bromoetan, itd., I anorganske tvari kao što su natrijev bromid, kalijev bromid, litij bromid i kalcijev bromid itd..

Također se koristi u fotografskim i farmaceutskim primjenama ili za sintezu sedativa i anestetika. Osim toga, primjenjuje se u industrijskom sušenju, završnoj obradi tekstila, premazima, površinskoj obradi i protupožarnim sredstvima.

Spoj se također koristi za rezanje polisilikonskih ploča, za proizvodnju računalnih čipova (Interscan Corporation, 2017).

Vodikov bromid dobro je otapalo za neke metalne minerale koji se koriste u rafiniranju metala visoke čistoće.

U naftnoj industriji, koristi se kao separacija alkoksi i fenoksi spojeva i katalizator za oksidaciju cikličkih ugljikovodika i ugljikovodika u lancu do ketona, kiselina ili peroksida. Također se koristi u sintetskim bojama i začinima.

Visokokvalitetni plin HBr koristi se za sagorijevanje i čišćenje za poluvodičke sirovine (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Spoj se koristi kao analitički reagens za određivanje sumpora, selena, bizmuta, cinka i željeza., Za odvajanje kositra od arsena i antimona. To je katalizator alkilacije i reducirajući agens koji se koristi u organskoj sintezi.

Vodikov bromid može se koristiti za proizvodnju bromovodične kiseline. Bromovodična kiselina je vrlo jaka mineralna kiselina, jača od klorovodične kiseline.

HBr je visoko reaktivan i korozivan za većinu metala. Kiselina je uobičajeni reagens u organskoj kemiji, a koristi se za oksidaciju i katalizu. Također je učinkovit u ekstrakciji određenih metalnih minerala (Hydrogen bromide, 2016).

reference

  1. Korporacija Interscan. (2017). Instrumenti za praćenje vodikovog bromida i vodikovog bromida. Preuzeto s portala gasdetection.com.
  2. Tehnički list. (2016). Dobavljeno iz VODIKOV BROMID, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N.W. (2001). Anorganska kemija Akademski tisak.
  4. Vodikov bromid. (2016). Preuzeto iz ChemicalBook.
  5. Vodik: bromovodik. (1993-2016). Preuzeto iz WebElements.
  6. Sigurnosno-tehnički list materijala Vodikov bromid. (2005., 9. listopada). Preuzeto s sciencelab.com.
  7. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 260. Preuzeto s pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxair inc. (2016., 17. listopada). Vodikov bromid, bezvodni Sigurnosno-tehnički list P-4605. Preuzeto s praxair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (N. D.). bromovodik. Preuzeto s www.sdk.co.jp.