Vlastnosti bromovodíku (HBr), syntéza a použití



bromovodíku, Chemická sloučenina vzorce HBr je diatomová molekula s kovalentní vazbou. Sloučenina je klasifikována jako halogenovodík, což je bezbarvý plyn, který po rozpuštění ve vodě tvoří kyselinu bromovodíkovou nasycenou při 68,85% hmotnostních při teplotě místnosti..

Vodné roztoky při 47,6% hmotn./hmotn. Tvoří konstantní vařící azeotropickou směs s teplotou varu 124,3 ° C. Méně koncentrované vařící roztoky uvolňují H20, dokud se nedosáhne složení konstantní vařící azeotropické směsi.

Index

  • 1 Fyzikální a chemické vlastnosti
  • 2 Reaktivita a nebezpečí
  • 3 Manipulace a skladování          
  • 4 Syntéza
  • 5 Použití
  • 6 Odkazy

Fyzikální a chemické vlastnosti

Bromovodík je bezbarvý plyn při pokojové teplotě s kyselým a dráždivým zápachem. Sloučenina je stabilní, ale po vystavení vzduchu nebo světlu ztmavuje postupně, jak je znázorněno na obrázku 2 (National Center for Biotechnology Information, S.F.)..

Má molekulovou hmotnost 80,91 g / mol a hustotu 3,307 g / l, což ho činí těžším než vzduch. Plyn kondenzuje za vzniku bezbarvé kapaliny s teplotou varu -66,73 ° C..

Pokračováním ochlazování kapalina ztuhne, čímž se získají bílé krystaly, jejichž teplota tání je -86,82 ° C s hustotou 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Vzhled těchto krystalů je znázorněn na obrázku 3.

Spojovací vzdálenost mezi bromem a vodíkem je 1,414 angstromu a jeho disociační energie je 362,5 kJ / mol.

Bromovodík je rozpustnější ve vodě než chlorovodík, který je schopen rozpustit 221 g ve 100 ml vody při teplotě 0 ° C, což odpovídá objemu 612 litrů tohoto plynu pro každý litr vody. Je také rozpustný v alkoholu a dalších organických rozpouštědlech.

Ve vodném roztoku (kyselina bromovodíková) jsou dominantní kyselé vlastnosti HBr (jako v případě HF a HC1) a ve vazbě vodíku a halogenu je v případě bromovodíku slabší než v případě bromovodíku. chlorovodík.

Pokud tedy chlor přechází přes bromovodík, je pozorována tvorba hnědých par charakteristických pro molekulární brom. Reakce, která to vysvětluje, je následující:

2HBr + Cl2-2HCl + Br2

To naznačuje, že bromovodík je silnějším redukčním činidlem než chlorovodík a že chlorovodík je lepší oxidační činidlo.

Bromovodík je silná bezvodá kyselina (bez vody). Rychle a exotermicky reaguje s bázemi všech typů (včetně aminů a amidů).

Reaguje exotermně s uhličitany (včetně vápenců a stavebních materiálů obsahujících vápenec) a hydrogenuhličitany za vzniku oxidu uhličitého.

Reaguje se sulfidy, karbidy, boridy a fosfidy za vzniku toxických nebo hořlavých plynů.

Reakce s mnoha kovy (včetně hliníku, zinku, vápníku, hořčíku, železa, cínu a všech alkalických kovů) vytváří hořlavý plynný vodík.

Reagujte násilně s:

  • anhydrid kyseliny octové
  • 2-aminoethanol
  • hydroxid amonný
  • fosfid vápenatý
  • kyselina chlorsulfonová
  • 1,1-difluorethylenu
  • ethylendiamin
  • ethylenimin
  • dýmavá kyselina sírová
  • kyselina chloristá
  • b-propiolakton
  • propylenoxidu
  • chloristan stříbrný
  • Fosfid uranu (IV)
  • vinylacetát
  • karbid vápníku
  • karbid rubidia
  • acetylidu česného
  • acetylid rubidia
  • borid boritý
  • sulfát rtuťnatý (II)
  • fosfid vápenatý
  • karbid vápníku (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivita a nebezpečí

Bromovodík je klasifikován jako žíravá a dráždivá látka. Je mimořádně nebezpečný v případě styku s kůží (dráždivými a žíravými) a očima (dráždivé) a v případě požití a vdechování (dráždivé pro plic).

Sloučenina se skladuje v tlakových nádobách na zkapalněný plyn. Dlouhodobé vystavení ohni nebo intenzivnímu teplu může mít za následek prudké roztržení tlakové nádoby, která může vystřelit a uvolňovat dráždivé toxické páry..

Dlouhodobé vystavení nízkým koncentracím nebo krátkodobé vystavení vysokým koncentracím může mít za následek nepříznivé účinky na zdraví způsobené vdechnutím.

Tepelný rozklad bezvodého bromovodíku produkuje toxické bromové plyny. Může se stát hořlavým, pokud reaguje uvolněním vodíku. Při kontaktu s kyanidem vznikají toxické plyny kyanovodíku.

Vdechnutí způsobuje těžké podráždění nosu a horních cest dýchacích, což může způsobit poranění plic.

Požití způsobuje poleptání úst a žaludku. Kontakt s očima způsobuje těžké podráždění a popáleniny. Kontakt s pokožkou způsobuje podráždění a popáleniny.

Pokud tato chemická látka v roztoku přijde do styku s očima, musí být okamžitě omyta velkým množstvím vody, občas nadzvednuta dolní a horní víčka..

Při práci s touto chemikálií by se neměly nosit kontaktní čočky. Pokud dojde k zamrznutí oční tkáně, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc.

Pokud tkáň není zmrazená, okamžitě a úplně opláchněte oči velkým množstvím vody po dobu nejméně 15 minut, občas nadzvedněte dolní a horní víčko..

Pokud podráždění, bolest, otok nebo trhání přetrvávají, vyhledejte co nejdříve lékařskou pomoc.

Pokud se tato chemická látka v roztoku dostane do styku s kůží a nezpůsobí zamrznutí, okamžitě opláchněte kůži kontaminovanou vodou.

Pokud tato chemická látka proniká do oděvu, okamžitě odstraňte oděv a omyjte kůži vodou.

Pokud se objeví omrzliny, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc. Neotírejte postižená místa nebo opláchněte vodou. Aby se zabránilo dalšímu poškození tkáně, nepokoušejte se zmrazené oblečení odstranit z míst s mrazem..

Při vdechnutí velkého množství této chemikálie by měla být exponovaná osoba okamžitě přemístěna na čerstvý vzduch. Pokud se dýchání zastavilo, proveďte resuscitaci z úst do úst. Oběť by měla být udržována v teple a v klidu, kromě snahy o získání lékařské péče co nejdříve.

Pokud došlo k požití této chemikálie, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc

Manipulace a skladování          

Nádoby na bromovodíky by měly být skladovány na chladném a dobře větraném místě. Při manipulaci musí být zajištěno dostatečné větrání. Mělo by být skladováno pouze v případě, že teplota nepřesáhne 52 stupňů Celsia.

Nádoby musí být pevně zajištěny ve svislé poloze, aby se zabránilo jejich pádu nebo zasažení. Kromě toho namontujte ochranný kryt ventilu, je-li k dispozici, pevně na místě ručně, stejně jako plné a prázdné nádoby odděleně (praxeair, 2016).

Při manipulaci s výrobkem pod tlakem musí být používány řádně navržené trubky a zařízení, aby odolaly zjištěným tlakům. Nikdy nepracujte v tlakovém systému a používejte v potrubí potrubí zabraňující zpětnému proudění. Plyny mohou způsobit rychlé udušení v důsledku nedostatku kyslíku.

Důležité je skladování a použití s ​​dostatečným větráním. Pokud dojde k úniku, uzavřete ventil nádoby a vypněte systém bezpečným a ekologickým způsobem. Poté opravte únik. Nikdy neumisťujte nádobu, kde by mohla být součástí elektrického obvodu.

Při manipulaci s válci je třeba nosit kožené ochranné rukavice a boty. Ty musí být chráněny a musí se vyhnout přetahování, posouvání nebo posouvání.

Při posouvání válce musí být vždy odnímatelný kryt ventilu držen na místě. Nikdy se nepokoušejte zvednout válec za jeho kryt, který je určen pouze k ochraně ventilu.

Při přemísťování válců, a to i na krátké vzdálenosti, používejte vozík (vozík, ruční vozík atd.) Určený k přepravě lahví.

Objekt (např. Klíč, šroubovák, páka) nesmí být nikdy vložen do otvorů ve víku, protože by to mohlo poškodit ventil a způsobit únik.

Nastavitelný páskový klíč slouží k odstranění příliš těsných nebo rezavých krytů. Ventil by se měl otevírat pomalu a pokud to není možné, měli byste přestat používat a obraťte se na svého dodavatele. Samozřejmě musí být ventil nádoby po každém použití uzavřen.

Tento obal musí být uzavřen, i když je prázdný. Nikdy neumísťujte plamen ani lokalizované teplo přímo na žádnou část nádoby. Vysoké teploty mohou poškodit nádobu a způsobit předčasné selhání zařízení pro odlehčení tlaku, čímž se odvzdušní obsah nádoby (praxeair inc., 2016).

Syntéza

Plynný bromovodík může být vyroben v laboratoři bromací tetralinu (1,2,3,4-tetrahydronaftalenu). Nevýhodou je ztráta poloviny bromu. Výtěžek je přibližně 94% nebo stejný, 47% bromu končí jako HBr.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8Br4 + 4 HBr

Plynný bromovodík může být také syntetizován v laboratoři reakcí koncentrované kyseliny sírové na bromid sodný.

NaBr (s) + H2SO4 → HBr (g) + NaHSO4

Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že velká část produktu se ztrácí oxidací nadbytkem kyseliny sírové za vzniku bromu a oxidu siřičitého.

2 HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2 H2O

Bromovodík může být připraven v laboratoři reakcí mezi čištěným vodíkem a bromem. To je katalyzováno azbestem platiny a provádí se v křemenné trubici při 250 ° C.

Br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Bezvodý bromovodík v malém měřítku může být také vyroben termolýzou trifenylfosfoniumbromidu v refluxujícím xylenu.

HBr lze získat metodou červeného fosforu. Nejprve se do vodního reaktoru přidá červený fosfor a pomalu se za míchání bromuje kyselina bromovodíková a kyselina fosforitá sedimentací, filtrací a získanou destilací kyselina bromovodíková..

P4+6 Br2+12 H2O → 12 HBr + 4 H3PO3

Bromovodík připravený výše uvedenými způsoby může být kontaminován Br2, který může být odstraněn průchodem plynu přes roztok fenolu v tetrachlormethanu nebo jiném vhodném rozpouštědle při teplotě místnosti, čímž se získá 2,4,6-tribromfenol a tím se vytvoří více HBr..

Tento proces může být také prováděn pomocí měděných třísek nebo měděné gázy při vysoké teplotě (vodík: bromovodík, 1993-2016).

Použití

HBr se používá při výrobě organických bromidů, jako je methylbromid, bromethan, atd., A anorganických látek, jako je bromid sodný, bromid draselný, bromid lithný a bromid vápenatý atd..

Používá se také ve fotografických a farmaceutických aplikacích nebo pro syntézu sedativ a anestetik. Kromě toho se používá při průmyslovém sušení, povrchové úpravě textilií, nátěrových hmotách, povrchových úpravách a protipožárních prostředcích.

Směs se také používá k leptání polysilikonových fólií, pro výrobu počítačových čipů (Interscan Corporation, 2017).

Bromovodík je dobrým rozpouštědlem pro některé kovové minerály, které se používají při rafinaci vysoce čistých kovů.

V ropném průmyslu se používá jako separace alkoxy a fenoxy sloučenin a katalyzátoru pro oxidaci cyklických uhlovodíků a uhlovodíků v řetězci na ketony, kyselinu nebo peroxid. Používá se také v syntetických barvivech a kořeních.

Vysoce kvalitní plyn HBr se používá pro spalování a čištění polovodičové suroviny (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Sloučenina se používá jako analytické činidlo pro stanovení síry, selenu, vizmutu, zinku a železa. Pro separaci cínu z arsenu a antimonu. Je to alkylační katalyzátor a redukční činidlo používané v organické syntéze.

Pro výrobu kyseliny bromovodíkové se může použít bromovodík. Kyselina bromovodíková je velmi silná minerální kyselina, silnější než kyselina chlorovodíková.

HBr je vysoce reaktivní a korozivní pro většinu kovů. Kyselina je běžné činidlo v organické chemii, používané pro oxidaci a katalýzu. Je také účinný při extrakci některých kovových minerálů (bromovodík, 2016).

Odkazy

  1. Interscan Corporation. (2017). Přístroj pro monitorování vodíku a bromidu vodíku. Získáno z gasdetection.com.
  2. Chemický datový list. (2016). Získáno z HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Anorganická chemie Akademický tisk.
  4. Bromovodík. (2016). Zdroj: ChemicalBook.
  5. Vodík: bromovodík. (1993-2016). Získáno z WebElements.
  6. Bezpečnostní list materiálu bromovodík. (2005, 9. října). Získáno z sciencelab.com.
  7. Národní centrum pro biotechnologické informace. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 260. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxeair vč. (2016, 17. října). Bromovodík, bezvodý Bezpečnostní list P-4605. Získáno z praxeair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). bromovodíku. Zdroj: www.sdk.co.jp.