HYDROGENBROMID (HBR): EGENSKABER, SYNTESE OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den hydrogenbromid, en forbindelse med formlen HBr kemikalie er et diatomart molekyle med en kovalent binding. Forbindelsen klassificeres som et hydrogenhalogenid, idet den er en farveløs gas, der, når den opløses i vand, danner hydrobromsyre og mætter sig selv ved 68,85% vægt / p ved stuetemperatur.

Vandige opløsninger ved 47,6 vægt / vægt danner en konstant kogende azeotropisk blanding, der koges ved 124,3 ° C. Mindre koncentrerede, kogende opløsninger frigiver H2O, indtil sammensætningen af ​​den konstant kogende azeotropiske blanding er nået.

Figur 1: Struktur af brombromid.

Fysiske og kemiske egenskaber

Hydrogenbromid er en farveløs gas ved stuetemperatur med en sur, irriterende lugt. Forbindelsen er stabil, men mørkner gradvist, når den udsættes for luft eller lys som illustreret i figur 2 (National Center for Biotechnology Information, SF).

Figur 2: udseende af brombromid.

Det har en molekylvægt på 80,91 g / mol og en densitet på 3,307 g / L, hvilket gør den tungere end luft. Gassen kondenserer og frembringer en farveløs væske med et kogepunkt på -66,73 grader Celsius.

Når den fortsætter med at afkøle, størkner væsken ved opnåelse af hvide krystaller, hvis smeltepunkt er -86,82 grader Celsius med en densitet på 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Udseendet af disse krystaller er illustreret i figur 3.

Figur 3: udseende af brombromid.

Bindeafstanden mellem brom og brint er 1.414 ångstrøm, og deres dissocieringsenergi er 362,5 kJ / mol.

Hydrogenbromid er mere opløseligt i vand end hydrogenchlorid, og 221 g kan opløses i 100 ml vand ved 0 ° C, hvilket svarer til et volumen på 612 liter af denne gas for hver liter vand. Det er også opløseligt i alkohol og andre organiske opløsningsmidler.

I vandig opløsning (hydrobromsyre) er de sure egenskaber af HBr dominerende (som tilfældet er med HF og HCI), og i bindingen mellem hydrogen og halogen er det svagere i tilfælde af brombromid end i hydrogenchlorid.

Derfor overvåges dannelsen af ​​brune dampe, der er karakteristisk for molekylært brom, hvis chlor ledes gennem brombromid. Reaktionen, der forklarer det, er følgende:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Dette er tegn på, at brombromid er et stærkere reduktionsmiddel end hydrogenchlorid, og at hydrogenchlorid er et bedre oxidationsmiddel.

Hydrogenbromid er en stærk vandfri syre (uden vand). Reagerer hurtigt og eksotermisk med baser af alle slags (inklusive aminer og amider).

Reagerer eksotermisk med carbonater (inklusive kalksten og kalkstenholdige byggematerialer) og brintkarbonater for at generere kuldioxid.

Reagerer med sulfider, carbider, borider og phosphider for at frembringe brandfarlige eller giftige gasser.

Reagerer med mange metaller (inklusive aluminium, zink, calcium, magnesium, jern, tin og alle alkalimetaller) for at generere brændbar brintgas.

Svar voldsomt med:

• eddikesyreanhydrid
• 2-aminoethanol
• ammoniumhydroxid
• calciumphosphid
• chlorsulfonsyre
• 1,1-difluorethylen
• ethylendiamin
• ethylenimin
• røg svovlsyre
• perchlorsyre
• b-propiolacton
• propylens OXID
• sølvperchlorat
• Uran (fosfid)
• vinylacetat
• calciumcarbid
• rubidiumcarbid
• cesiumacetylid
• rubidiumacetylid
• magnesiumborid
• kviksølv (II) sulfat
• calciumphosphid
• calciumcarbid (Chemical Datablad, 2016).

Reaktivitet og farer

Hydrogenbromid klassificeres som en ætsende og irriterende forbindelse. Det er ekstremt farligt i tilfælde af kontakt med huden (irriterende og ætsende) og øjne (irriterende) og i tilfælde af indtagelse og indånding (lungeirriterende).

Forbindelsen opbevares i beholder med flydende gas under tryk. Langvarig udsættelse for ild eller intens varme kan resultere i voldsomt brud på trykbeholderen, som kan frigøres og frigive irriterende giftige dampe.

Langvarig eksponering for lave koncentrationer eller kortvarig eksponering for høje koncentrationer kan resultere i uheldige sundhedseffekter på grund af indånding.

Termisk nedbrydning af vandfrit brombromid producerer giftige bromgasser. Det kan blive brandfarligt, hvis det reagerer ved at frigive brint. Ved kontakt med cyanid producerer det giftige brintcyanidgasser.

Indånding medfører alvorlig irritation af næsen og øvre luftvej, hvilket kan forårsage lungeskade.

Indtagelse forårsager forbrændinger i munden og maven. Kontakt med øjnene forårsager alvorlig irritation og forbrændinger. Kontakt med huden forårsager irritation og forbrændinger.

Hvis dette kemikalie i opløsning kommer i kontakt med øjnene, skal de straks skylles med store mængder vand, og lejlighedsvis løftes de nedre og øverste øjenlåg.

Kontaktlinser bør ikke bæres, når man arbejder med dette kemikalie. Hvis øjenvævet er frossent, skal du straks søge lægehjælp.

Hvis vævet ikke er frossent, skylles øjeblikkeligt og grundigt øjnene med store mængder vand i mindst 15 minutter, løftes lejlighedsvis og nedre låg.

Hvis irritation, smerter, hævelse eller rivning fortsætter, skal du få lægehjælp så hurtigt som muligt.

Hvis dette kemikalie i opløsning kommer i kontakt med huden og ikke forårsager forfrysning, skal du straks skylle forurenet hud med vand.

Hvis dette kemikalie kommer på tøj, skal du straks fjerne tøjet og vaske huden med vand.

Hvis der forekommer frostskader, skal du straks søge lægehjælp. Gnid ikke de berørte områder eller skyl med vand. For at forhindre yderligere skader på stoffer bør der ikke gøres noget forsøg på at fjerne frosne tøj fra frostede områder.

Hvis store mængder af dette kemikalie indåndes, skal den udsatte person straks flyttes til frisk luft. Hvis vejrtrækningen er stoppet, skal du udføre genoplivning fra mund til mund. Offeret skal holdes varmt og i ro, og lægehjælp bør søges så hurtigt som muligt.

Hvis dette kemikalie i opløsning er blevet slugt, skal du omgående læge kontaktes.

Håndtering og opbevaring

Hydrogenbromidcylindre skal opbevares på et køligt, godt ventileret sted. Dens håndtering skal ske med tilstrækkelig ventilation. Det skal kun opbevares, når temperaturen ikke overstiger 52 grader celsius.

Beholdere skal være fastgjort i en lodret position for at forhindre, at de falder eller bliver ramt. Derudover skal du installere ventilbeskyttelseshætten, hvis den leveres, fast på plads i hånden, og opbevar tomme og fulde beholdere separat (praxair inc., 2016).

Når man håndterer produkt under tryk, skal korrekt designet VVS og udstyr bruges til at modstå de stødte tryk. Arbejd aldrig på et system under tryk og brug en anordning til forebyggelse af tilbagestrømning i rørledningen. Gasser kan forårsage hurtig kvælning på grund af iltmangel.

Opbevaring og brug med tilstrækkelig ventilation er vigtig. Hvis der opstår lækage, skal du lukke beholderventilen og lukke systemet på en sikker og miljøvenlig måde. Reparer derefter lækagen. Placer aldrig en beholder, hvor den kan være en del af et elektrisk kredsløb.

Sikkerhedshandsker i læder og egnede sko skal bæres ved håndtering af cylindre. Disse skal beskyttes, og for dette skal de undgås, trækkes, rulles eller glides.

Når du flytter cylinderen, skal det aftagelige ventilafdækning altid holdes på plads. Forsøg aldrig at løfte en cylinder ved dens låg, der kun er beregnet til at beskytte ventilen.

Når du flytter cylindre, selv i korte afstande, skal du bruge en vogn (vogn, håndvogn osv.) Designet til at transportere cylindre.

En genstand (f.eks. Skruenøgle, skruetrækker, lirke) må aldrig indsættes i åbningerne i dækslet, da dette kan beskadige ventilen og forårsage lækage.

En justerbar stroppenøgle bruges til at fjerne hætter, der er for stramme eller rustne. Ventilen skal åbne langsomt, og hvis dette er umuligt, skal du stoppe med at bruge den og kontakte din leverandør. Containerventilen skal naturligvis lukkes efter hver brug.

Nævnte beholder skal holdes lukket, selv når den er tom. Flamme eller lokal varme bør aldrig påføres direkte på nogen del af beholderen. Høje temperaturer kan beskadige beholderen og forårsage, at trykaflastningsanordningen svigter for tidligt, når ventilationsindholdet udluftes (praxair inc., 2016).

syntese

Gasformigt brintbromid kan fremstilles i laboratoriet ved bromering af tetralin (1,2,3,4-tetrahydronaphthalen). Ulempen er, at halvdelen af ​​brom går tabt. Udbyttet er ca. 94%, eller hvad der er det samme, 47% af brom ender som HBr.

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

Hydrogenbromidgas kan også syntetiseres i laboratoriet ved omsætning af koncentreret svovlsyre med natriumbromid.

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

Ulempen ved denne fremgangsmåde er, at meget af produktet går tabt ved oxidation med overskydende svovlsyre til dannelse af brom og svovldioxid.

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

Hydrogenbromid kan fremstilles i laboratoriet ved reaktionen mellem oprenset hydrogengas og brom. Dette katalyseres af platinasbest og udføres i et kvartsrør ved 250 ° C.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Vandfrit brombromid kan også fremstilles i lille skala ved termolyse af triphenylphosphoniumbromid i xylen under tilbagesvaling.

HBr kan opnås ved den røde fosformetode. Først tilsættes den røde fosfor i vandreaktoren og senere langsomt brom under omrøring og reaktionen af ​​hydrobromsyre og fosforsyre ved sedimentation, filtrering og den opnåede destillation vil være bromidsyre.

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

Hydrogenbromid fremstillet ved at blive forurenet med Br de ovennævnte metoder ₂, som kan fjernes ved at lede gas gennem en opløsning af phenol i tetrachlormethan eller et andet egnet opløsningsmiddel ved stuetemperatur, fremstilling af 2, 4, 6-tribromphenol og derved frembringe plus HBr.

Denne proces kan også udføres ved kobberflis med høj temperatur eller kobbergas (Hydrogen: hydrogenbromid, 1993-2016).

Applikationer

HBr anvendes til fremstilling af organiske bromider, såsom methylbromid, bromethan osv., Og uorganiske sådanne, såsom natriumbromid, kaliumbromid, lithiumbromid og calciumbromid osv.

Det bruges også til fotografiske og farmaceutiske anvendelser eller til syntese af beroligende midler og bedøvelsesmidler. Derudover anvendes det i industriel tørring, tekstilbehandling, overtræksmidler, overfladebehandlingsmidler og brandsikring.

Forbindelsen bruges også til at etse polysiliciumplader til fremstilling af computerchips (Interscan Corporation, 2017).

Hydrogenbromid er et godt opløsningsmiddel til nogle metalliske mineraler, der anvendes til forfining af metaller med høj renhed.

I petroleumsindustrien bruges det som en adskillelse af alkoxy- og phenoxyforbindelser og en katalysator til oxidation af cykliske carbonhydrider og kæde-carbonhydrider til ketoner, syre eller peroxid. Det bruges også i syntetiske farvestoffer og krydderier.

En gas af høj kvalitet fra HBr bruges til ætsning og rengøring af halvlederråmateriale (SHOWA DENKO KK, nd).

Forbindelsen anvendes som et analytisk reagens til bestemmelse af svovl, selen, vismut, zink og jern til separering af tin fra arsen og antimon. Det er en alkyleringskatalysator og reduktionsmiddel anvendt i organisk syntese.

Hydrogenbromid kan bruges til fremstilling af hydrobromsyre. Hydrobromsyre er en meget stærk mineralsyre, stærkere end saltsyre.

HBr er meget reaktiv og ætsende for de fleste metaller. Syre er et almindeligt reagens i organisk kemi, der bruges til oxidation og katalyse. Det er også effektivt til ekstraktion af visse metalliske mineraler (Hydrogenbromid, 2016).

Referencer

1. Interscan Corporation. (2017). Instrument til overvågning af hydrogenbromid og bromidbromid. Hentet fra gasdetection.com.
2. Kemisk datablad. (2016). Hentet fra HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, NW (2001). Uorganisk kemi. Akademisk presse.
4. Hydrogenbromid. (2016). Hentet fra ChemicalBook.
5. Hydrogen: brombromid. (1993-2016). Hentet fra WebElements.
6. Sikkerhedsdatablad Hydrogenbromid. (2005, 9. oktober). Hentet fra sciencelab.com.
7. National Center for Biotechnology Information. (SF). PubChem Compound Database; CID = 260. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17. oktober). Hydrogenbromid, vandfrit Sikkerhedsdatablad P-4605. Hentet fra praxair.com.
9. SHOWA DENKO KK (nd). hydrogenbromid. Hentet fra www.sdk.co.jp.