Характеристики на водородния бромид (HBr), синтез и употреба

на бромоводород, Химично съединение с формула НВг е двуатомна молекула с ковалентна връзка. Съединението се класифицира като водороден халогенид, като безцветен газ, който при разтваряне във вода образува бромоводородна киселина, насищаща се при 68.85% w / w при стайна температура..

Водни разтвори при 47.6% т / т образуват постоянна кипяща азеотропна смес, кипяща при 124.3 ° С. По-малко концентрираните, кипящи разтвори освобождават Н2О, докато се достигне съставът на азеотропната смес с постоянно кипене.

индекс

• 1 Физични и химични свойства
• 2 Реактивност и опасности
• 3 Работа и съхранение          
• 4 Синтез
• 5 Използване
• 6 Препратки

Физични и химични свойства

Водороден бромид е безцветен газ при стайна температура с кисел и дразнещ мирис. Съединението е стабилно, но потъмнява малко по малко, когато е изложено на въздух или светлина, както е показано на фигура 2 (Национален център за биотехнологична информация, S.F.).

Той има молекулно тегло 80.91 g / mol и плътност 3.307 g / L, което го прави по-тежък от въздуха. Газът кондензира, образувайки безцветна течност с температура на кипене от -66.73 градуса по Целзий..

Продължавайки да се охлажда, течността се втвърдява с получаване на бели кристали, чиято точка на топене е -86.82 градуса по Целзий с плътност от 2.603 g / ml (Egon Wiberg, 2001). Появата на тези кристали е илюстрирана на фигура 3.

Разстоянието на свързване между бром и водород е 1,414 ангстрема и неговата дисоциационна енергия е 362,5 kJ / mol.

Водородният бромид е по-разтворим във вода от хлороводород, като може да разтвори 221 g в 100 ml вода при 0 градуса по Целзий, което е еквивалентно на обем от 612 литра от този газ за всеки литър вода. Също така е разтворим в алкохол и други органични разтворители.

Във воден разтвор (бромоводородна киселина) киселинните свойства на HBr са доминиращи (както в случая на HF и HCl), а в водород-халогенната връзка е по-слабо в случая на бромоводород, отколкото в хлороводород.

Следователно, ако хлорът е преминал през бромоводород, се наблюдава образуване на кафяви пари, характерни за молекулен бром. Реакцията, която обяснява, е следната:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Това е показателно, че бромоводородът е по-силно редуциращо средство от хлороводород и че хлороводородът е по-добър окислител.

Водородният бромид е силна безводна киселина (без вода). Реагира бързо и екзотермично с основи от всички видове (включително амини и амиди).

Екзотермично реагира с карбонати (включително варовик и строителни материали, съдържащи варовик) и хидроген карбонати за генериране на въглероден диоксид.

Реагира със сулфиди, карбиди, бориди и фосфиди за генериране на токсични или запалими газове.

Реагира с много метали (включително алуминий, цинк, калций, магнезий, желязо, калай и всички алкални метали) за генериране на запалим газ водород.

Отговорете силно с:

• оцетен анхидрид
• 2-аминоетанол
• амониев хидроксид
• калциев фосфид
• хлорсулфонова киселина
• 1,1-дифлуороетилен
• етилендиамин
• етиленимин
• димяща сярна киселина
• перхлорна киселина
• б-пропиолактон
• пропиленов оксид
• сребърен перхлорат
• Уран фосфид (IV)
• винилацетат
• калциев карбид
• рубидиев карбид
• цезиев ацетилид
• рубидиев ацетилид
• магнезиев борид
• живачен сулфат (II)
• калциев фосфид
• калциев карбид (Химически данни, 2016).

Реактивност и опасности

Водородният бромид се класифицира като корозивно и дразнещо съединение. Той е изключително опасен в случай на контакт с кожата (дразнещ и корозивен) и очите (дразнещ) и в случай на поглъщане и вдишване (дразнене на белите дробове).

Съединението се съхранява в контейнери под налягане с втечнен газ. Продължителното излагане на огън или интензивна топлина може да доведе до силно разкъсване на контейнера под налягане, който може да избухне, освобождавайки дразнещи токсични изпарения..

Продължителното излагане на ниски концентрации или краткотрайно излагане на високи концентрации може да доведе до неблагоприятни ефекти върху здравето поради вдишване.

Термичното разлагане на безводен бромоводород произвежда токсични бромни газове. Той може да стане запалим, ако реагира чрез освобождаване на водород. При контакт с цианид се отделят токсични газове от циановодород.

Вдишването причинява силно дразнене на носа и горните дихателни пътища, което може да причини увреждане на белите дробове.

Поглъщането причинява изгаряния на устата и стомаха. Контакт с очите причинява силно дразнене и изгаряния. Контактът с кожата предизвиква дразнене и изгаряния.

Ако този химикал в разтвора влезе в контакт с очите, те трябва да се измият незабавно с големи количества вода, като понякога се повдигат долните и горните клепачи.

Контактните лещи не трябва да се носят при работа с този химикал. Ако очната тъкан е замразена, трябва незабавно да потърсите лекарска помощ.

Ако тъканта не е замразена, изплакнете очите незабавно и напълно с големи количества вода в продължение на най-малко 15 минути, като от време на време повдигате долните и горните клепачи.

Ако дразненето, болката, подуването или скъсването продължават да се появяват, потърсете лекарска помощ възможно най-скоро.

Ако този химикал в разтвора влезе в контакт с кожата и не предизвика замразяване, незабавно изплакнете кожата, замърсена с вода.

Ако този химикал проникне в дрехите, незабавно отстранете дрехите и измийте кожата с вода.

Ако настъпи измръзване, незабавно потърсете лекарска помощ. Не търкайте засегнатите места или изплакнете с вода. За да предотвратите по-нататъшно увреждане на тъканите, не се опитвайте да отстранявате замразени дрехи от места с замръзване..

Ако се вдишат големи количества от този химикал, изложеното лице трябва незабавно да се премести на чист въздух. Ако дишането е спряло, извършвайте реанимация през устата в устата. Жертвата трябва да бъде топла и в покой, като се опитва да получи медицинска помощ възможно най-скоро.

Ако този химикал в разтвор е погълнат, незабавно потърсете медицинска помощ

Работа и съхранение          

Цилиндрите с бромоводород трябва да се съхраняват на хладно и добре проветриво място. Неговата работа трябва да бъде с подходяща вентилация. Трябва да се съхранява само когато температурата не надвишава 52 градуса по Целзий.

Контейнерите трябва да бъдат здраво закрепени във вертикално положение, за да се предотврати падането или удара. Освен това, поставете защитната капачка на вентила, ако има такава, здраво на място, както и съхранявайте пълни и празни контейнери поотделно (praxair inc., 2016).

Когато се работи с продукта под налягане, трябва да се използват правилно проектирани тръби и оборудване, за да издържат на възникналите налягания. Никога не работете в система под налягане и използвайте устройство за предотвратяване на обратен поток в тръбопровода. Газовете могат да причинят бързо задушаване поради недостиг на кислород.

Да се ​​съхранява и да се използва с подходяща вентилация. Ако се появи теч, затворете вентила на резервоара и затворете системата по безопасен и съобразен с околната среда начин. След това поправете теча. Никога не поставяйте контейнер там, където той може да бъде част от електрическа верига.

При работа с бутилките трябва да се носят кожени предпазни ръкавици и обувки. Те трябва да бъдат защитени и за целта трябва да избягвате да ги плъзнете, да ги плъзнете или да ги плъзнете.

При преместване на цилиндъра капакът на сменяемия клапан трябва винаги да се държи на място. Никога не се опитвайте да повдигнете цилиндъра с капака, който е предназначен само за защита на вентила.

При преместване на цилиндрите, дори и на къси разстояния, използвайте количка (каруца, ръчна количка и др.), Предназначена за транспортиране на бутилки.

Обект (например гаечен ключ, отвертка, лост) никога не трябва да се вкарва в отворите на капака, тъй като това може да повреди клапана и да предизвика изтичане..

Използва се регулируем гаечен ключ за премахване на прекалено стегнати или ръждясали капаци. Клапанът трябва да се отваря бавно и ако това е невъзможно, трябва да спрете да използвате и се свържете с вашия доставчик. Разбира се, клапанът на контейнера трябва да бъде затворен след всяка употреба.

Този контейнер трябва да се държи затворен дори когато е празен. Никога не поставяйте пламък или локализирана топлина директно върху която и да е част на контейнера. Високите температури могат да повредят контейнера и да предизвикат преждевременно прекъсване на устройството за освобождаване на налягането, изпускане на съдържанието на контейнера (praxair inc., 2016).

синтез

Газообразен бромоводород може да бъде произведен в лабораторията чрез бромиране на тетралин (1,2,3,4-тетрахидронафтален). Недостатъкът е, че половината от брома се губи. Добивът е приблизително 94%, или това, което е същото, 47% от брома завършва като HBr.

C₁₀Н₁₂ + 4 Br₂ → C₁₀Н₈Br₄ + 4 HBr

Газът бромоводород може също да бъде синтезиран в лабораторията чрез реакция на концентрирана сярна киселина върху натриев бромид.

NaBr (s) + Н₂SW₄ → HBr (g) + NaHSO₄

Недостатък на този метод е, че голяма част от продукта се губи чрез окисляване с излишък от сярна киселина, за да се образува бром и серен диоксид.

2 HBr + H₂SW₄ → Br₂ + SW₂ + 2 Н₂О

В лабораторията може да се приготви водороден бромид чрез реакция между пречистен водороден газ и бром. Тя се катализира от платинен азбест и се извършва в кварцова тръба при 250 ° С.

Br₂ + Н₂[Pt] → 2 HBr

Малкият безводен бромоводород може да се произведе също чрез термолиза на трифенилфосфониев бромид в рефлуксиращ ксилол.

HBr може да се получи по метода на червения фосфор. Първо, червеният фосфор се добавя във водния реактор и след това, бавно, при разбъркване и реакцията на бромоводородна киселина и фосфорна киселина, чрез утаяване, филтриране и получената дестилация, се получава бромоводородна киселина.

P₄+6 Br₂+12 Н₂O → 12 HBr + 4H₃PO₃

Водородният бромид, получен по горните методи, може да бъде замърсен с Br₂, който може да бъде отстранен чрез преминаване на газа през разтвор на фенол в тетрахлорметан или друг подходящ разтворител при стайна температура, произвеждайки 2,4,6-трибромофенол и по този начин генериращ повече HBr.

Този процес може да се извърши и чрез медни чипове или медна марля при висока температура (Водород: бромоводород, 1993-2016).

приложения

HBr се използва в производството на органични бромиди, като метилбромид, бромоетан и др., И неорганични вещества като натриев бромид, калиев бромид, литиев бромид и калциев бромид и др..

Използва се също за фотографски и фармацевтични приложения или за синтез на успокоителни и анестетици. В допълнение, той се прилага в промишленото сушене, дообработването на текстил, покривните агенти, повърхностната обработка и противопожарните средства.

Съединението се използва и за ецване на полисиликонови листове, за производство на компютърни чипове (Interscan Corporation, 2017).

Водородният бромид е добър разтворител за някои метални минерали, използвани при пречистването на метали с висока чистота.

В нефтената промишленост, той се използва като разделяне на алкокси и фенокси съединения, и катализатор за окисление на циклични въглеводороди и въглеводороди във веригата до кетони, киселина или пероксид. Използва се и в синтетични багрила и подправки.

Използва се висококачествен газ HBr за изгаряне и почистване на полупроводниковата суровина (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Съединението се използва като аналитичен реагент при определянето на сяра, селен, бисмут, цинк и желязо., За отделяне на калай от арсен и антимон. Той е катализатор на алкилиране и редуциращ агент, използван в органичния синтез.

Водородният бромид може да се използва за производството на бромоводородна киселина. Хидробромната киселина е много силна минерална киселина, по-силна от солна киселина.

HBr е силно реактивен и корозивен за повечето метали. Киселината е общ реагент в органичната химия, използван за окисление и катализа. Той е ефективен и при извличането на някои метални минерали (Hydrogen bromide, 2016).

препратки

1. Корпорация Интерскан. (2017). Контролни прибори за водороден бромид и водороден бромид. Изтеглено от gasdetection.com.
2. Химически данни. (2016 г.). Изтеглено от ВОДОРОДЕН БРОМИД, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, N.W. (2001). Неорганична химия Академична преса.
4. Бромоводород. (2016 г.). Възстановен от ChemicalBook.
5. Водород: бромоводород. (1993-2016). Извлечено от WebElements.
6. Информационен лист за безопасност на бромовия водород. (2005, 9 октомври). Изтеглено от sciencelab.com.
7. Национален център за биотехнологична информация. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 260. Взето от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair вкл. (2016, 17 октомври). Воден бромид, безводен Информационен лист за безопасност P-4605. Взето от praxair.com.
9. SHOWA DENKO K.K. (Н.О.). бромоводород. Изтеглено от www.sdk.co.jp.