BROMURĂ DE HIDROGEN (HBR): CARACTERISTICI, SINTEZĂ ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Bromura de hidrogen , un compus cu formula HBr chimică este o moleculă diatomice cu o legătură covalentă. Compusul este clasificat ca halogenură de hidrogen, fiind un gaz incolor, care, atunci când este dizolvat în apă, formează acid bromhidric, saturându-se la 68,85% gr / p la temperatura camerei.

Soluțiile apoase la 47,6% greutate / greutate formează un amestec azeotropic în fierbere constant la 124,3 grade centigrad. Soluțiile de fierbere mai puțin concentrate eliberează H2O până la atingerea compoziției amestecului azeotropic în fierbere constantă.

Figura 1: Structura bromurii de hidrogen.

Proprietati fizice si chimice

Bromura de hidrogen este un gaz incolor la temperatura camerei cu un miros acru, iritant. Compusul este stabil, dar se întunecă treptat atunci când este expus la aer sau lumină, așa cum este ilustrat în figura 2 (Centrul Național pentru Informații Biotehnologice, SF).

Figura 2: apariția bromurii de hidrogen.

Are o greutate moleculară de 80,91 g / mol și o densitate de 3,307 g / L, ceea ce o face mai grea decât aerul. Gazul se condensează producând un lichid incolor cu un punct de fierbere de -66,73 grade Celsius.

Pe măsură ce continuă să se răcească, lichidul se solidifică, obținând cristale albe, al căror punct de topire este de -86,82 grade Celsius cu o densitate de 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Aspectul acestor cristale este ilustrat în figura 3.

Figura 3: apariția bromurii de hidrogen.

Distanța de legătură dintre brom și hidrogen este de 1.414 angstromi, iar energia lor de disociere este de 362,5 kJ / mol.

Bromura de hidrogen este mai solubilă în apă decât clorura de hidrogen și 221 g pot fi dizolvate în 100 ml de apă la 0 grade centigrade, ceea ce este echivalent cu un volum de 612 litri de gaz pentru fiecare litru de apă. De asemenea, este solubil în alcool și alți solvenți organici.

În soluția apoasă (acidul bromhidric) proprietățile acide ale HBr sunt dominante (cum este cazul HF și HCl) și, în legătura dintre hidrogen și halogen, este mai slab în cazul bromurii de hidrogen decât în clorură de hidrogen.

Prin urmare, dacă clorul este trecut prin bromură de hidrogen, se observă formarea de vapori bruni caracteristici bromului molecular. Reacția care o explică este următoarea:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Acest lucru indică faptul că bromura de hidrogen este un agent de reducere mai puternic decât clorura de hidrogen și că clorura de hidrogen este un agent oxidant mai bun.

Bromura de hidrogen este un acid anhidru puternic (fără apă). Reacționează rapid și exotermic cu baze de tot felul (inclusiv amine și amide).

Reacționează exoterm cu carbonatele (inclusiv materialele de construcție care conțin calcar și calcar) și carbonate de hidrogen pentru a genera dioxid de carbon.

Reacționează cu sulfuri, carburi, boride și fosfide pentru a genera gaze inflamabile sau toxice.

Reacționează cu multe metale (inclusiv aluminiu, zinc, calciu, magneziu, fier, staniu și toate metalele alcaline) pentru a genera gaz de hidrogen inflamabil.

Răspundeți cu:

• anhidridă acetică
• 2-aminoetanol
• hidroxid de amoniu
• fosfura de calciu
• acidul clorosulfonic
• 1,1-difluoretilen
• etilendiamina
• etilenimină
• fumând acid sulfuric
• acid percloric
• b-propriolactone
• OXID de propilenă
• perclorat de argint
• Fosfură de uraniu (IV)
• acetat de vinil
• carbură de calciu
• carbur de rubidiu
• acetilură de cesiu
• acetilură de rubidiu
• borid de magneziu
• sulfat de mercur (II)
• fosfura de calciu
• carbură de calciu (Chemical Datasheet, 2016).

Reactivitate și pericole

Bromura de hidrogen este clasificată ca un compus coroziv și iritant. Este extrem de periculos în caz de contact cu pielea (iritant și coroziv) și cu ochii (iritant) și în cazurile de ingestie și inhalare (iritant pulmonar).

Compusul este păstrat în containere cu gaz lichefiat sub presiune. Expunerea prelungită la foc sau la căldură intensă poate duce la ruperea violentă a recipientului sub presiune, care poate fi eliberat degajând vapori toxici iritanți.

Expunerea prelungită la concentrații scăzute sau expunerea pe termen scurt la concentrații mari poate duce la efecte adverse asupra sănătății datorate inhalării.

Descompunerea termică a bromurii de hidrogen anhidru produce gaze toxice de brom. Poate deveni inflamabil dacă reacționează eliberând hidrogen. În contact cu cianura produce gaze toxice cu cianură de hidrogen.

Inhalarea provoacă iritații severe ale nasului și ale tractului respirator superior, ceea ce poate provoca leziuni pulmonare.

Ingestia provoacă arsuri la nivelul gurii și stomacului. Contactul cu ochii provoacă iritații și arsuri severe. Contactul cu pielea provoacă iritații și arsuri.

Dacă acest produs chimic în soluție ajunge în ochi, acestea trebuie spălate imediat cu cantități mari de apă, ridicând ocazional pleoapele inferioare și superioare.

Lentilele de contact nu trebuie purtate atunci când lucrați cu acest produs chimic. Dacă țesutul ocular este înghețat, solicitați asistență medicală imediată.

Dacă țesutul nu este înghețat, clătiți imediat și bine ochii cu cantități mari de apă timp de cel puțin 15 minute, ridicând ocazional capacele inferioare și superioare.

Dacă iritația, durerea, umflarea sau ruperea persistă, primiți îngrijiri medicale cât mai curând posibil.

Dacă această soluție chimică în contact vine cu pielea și nu provoacă îngheț, clătiți imediat pielea contaminată cu apă.

Dacă această substanță chimică pătrunde în îmbrăcăminte, îndepărtați imediat hainele și spălați pielea cu apă.

Dacă apare îngheț, solicitați imediat asistență medicală. Nu frecați zonele afectate și nu clătiți cu apă. Pentru a preveni deteriorarea ulterioară a țesăturilor, nu trebuie încercată eliminarea hainelor înghețate din zonele înghețate.

Dacă se inhalează cantități mari din acest produs, persoana expusă trebuie să fie mutată imediat la aer curat. Dacă respirația s-a oprit, efectuați reanimarea gură la gură Victima trebuie ținută caldă și în repaus și trebuie solicitată asistență medicală cât mai curând posibil.

Dacă acest produs chimic în soluție a fost înghițit, consultați imediat asistența medicală.

Manipulare și depozitare

Cilindrii de bromură de hidrogen trebuie depozitați într-un loc răcoros, bine ventilat. Manipularea sa trebuie să fie cu o ventilație adecvată. Trebuie păstrat numai atunci când temperatura nu depășește 52 de grade Celsius.

Containerele trebuie să fie bine fixate într-o poziție verticală pentru a preveni căderea sau lovirea acestora. De asemenea, instalați capacul de protecție a supapei, dacă este furnizat, ferm în loc cu mâna, precum și depozitați separat containerele complete și goale (praxair inc., 2016).

La manipularea produsului sub presiune, instalațiile și echipamentele proiectate corespunzător trebuie utilizate pentru a rezista la presiunile întâlnite. Nu lucrați niciodată la un sistem sub presiune și nu folosiți un dispozitiv de prevenire a fluxului de refulare în conductă. Gazele pot provoca sufocarea rapidă din cauza deficitului de oxigen.

Depozitarea și utilizarea cu o ventilație adecvată este importantă. Dacă apare o scurgere, închideți supapa containerului și închideți sistemul într-o manieră sigură și ecologică. Apoi reparați scurgerea. Nu așezați niciodată un container în care poate face parte dintr-un circuit electric.

Mănuși de siguranță din piele și încălțăminte adecvată trebuie purtate la manipularea buteliilor. Acestea trebuie protejate și pentru aceasta trebuie evitate, târâte, rulate sau alunecate.

Când deplasați cilindrul, capacul amovibil trebuie să fie întotdeauna în poziție. Nu încercați niciodată să ridicați un cilindru prin capacul său, care este destinat numai pentru a proteja supapa.

Când deplasați buteliile, chiar și pe distanțe scurte, folosiți un cărucior (cărucior, camion de mână, etc.) conceput pentru transportul cilindrilor.

Un obiect (de exemplu cheie, șurubelniță, bara de prindere) nu trebuie niciodată introdus în deschizăturile capacului, deoarece acest lucru poate deteriora supapa și poate provoca o scurgere.

O cheie cu curea reglabilă este utilizată pentru a îndepărta capacele care sunt prea strânse sau ruginite. Supapa trebuie să se deschidă lent și, dacă acest lucru este imposibil, nu mai folosiți și contactați furnizorul. Desigur, valva recipientului trebuie închisă după fiecare utilizare.

Recipientul menționat trebuie ținut închis chiar dacă este gol. Flacăra sau căldura localizată nu trebuie aplicată niciodată direct pe nicio parte a recipientului. Temperaturile ridicate pot deteriora recipientul și pot provoca defectarea dispozitivului de reducere a presiunii, evacuarea conținutului containerului (praxair inc., 2016).

Sinteză

Bromura gazoasă de hidrogen poate fi fabricată în laborator prin brominarea tetralinei (1,2,3,4-tetrahidronafalenă). Dezavantajul este că jumătate din brom se pierde. Randamentul este de aproximativ 94%, sau ceea ce este același, 47% din brom se termină ca HBr.

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

Gazul de bromură de hidrogen poate fi, de asemenea, sintetizat în laborator prin reacția acidului sulfuric concentrat cu bromură de sodiu.

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

Dezavantajul acestei metode este că o mare parte din produs se pierde prin oxidarea cu exces de acid sulfuric pentru a forma brom și dioxid de sulf.

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

Bromura de hidrogen poate fi preparată în laborator prin reacția dintre gazul hidrogen purificat și brom. Aceasta este catalizată de azbestul de platină și se realizează într-un tub de cuarț la 250 ° C.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Bromura de hidrogen anhidru poate fi, de asemenea, produsă la scară mică prin termoliza bromurii de trifenilfosfoniu în xilenă sub reflux.

HBr poate fi obținut prin metoda fosforului roșu. Mai întâi, se adaugă fosforul roșu în reactorul de apă și mai târziu, încet, bromul sub agitare și reacția acidului bromhidric și a acidului fosforos, prin sedimentare, filtrare și distilarea obținută va fi acid clorhidric.

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

Acid bromhidric preparat prin metodele de mai sus pot deveni contaminate cu Br ₂ , care pot fi îndepărtate prin trecerea gazului printr - o soluție de fenol în tetraclormetan sau alt solvent adecvat , la temperatura camerei, producând 2, 4, 6-tribromfenol și generând astfel plus HBr.

Acest proces poate fi realizat și prin cipuri de cupru la temperatură înaltă sau tifon de cupru (Hidrogen: bromură de hidrogen, 1993-2016).

Aplicații

HBr este utilizat la fabricarea bromurilor organice, cum ar fi bromura de metil, brometanul, etc., și cele anorganice, cum ar fi bromura de sodiu, bromura de potasiu, bromura de litiu și bromura de calciu etc.

Este de asemenea utilizat în aplicații fotografice și farmaceutice sau pentru sinteza sedativelor și anestezicelor. În plus, se aplică în uscare industrială, finisare textilă, agenți de acoperire, agenți de tratare a suprafeței și ignifugare.

Compusul este, de asemenea, utilizat pentru a eticheta foi de polisilicon, pentru fabricarea cipurilor de calculator (Interscan Corporation, 2017).

Bromura de hidrogen este un solvent bun pentru unele minerale metalice, utilizate în rafinarea metalelor de înaltă puritate.

În industria petrolului, este utilizat ca o separare a compușilor alcoxi și fenoxi și un catalizator pentru oxidarea hidrocarburilor ciclice și a hidrocarburilor în lanț la cetone, acid sau peroxid. De asemenea, este utilizat în coloranți și condimente sintetice.

Un gaz de înaltă calitate de la HBr este utilizat pentru gravare și curățare pentru materie primă semiconductor (SHOWA DENKO KK, nd).

Compusul este utilizat ca reactiv analitic pentru determinarea sulfului, seleniului, bismutului, zincului și fierului, pentru separarea stanului de arsen și antimoniu. Este un catalizator de alchilare și agent de reducere utilizat în sinteza organică.

Bromura de hidrogen poate fi utilizată pentru producerea acidului bromhidric. Acidul bromhidric este un acid mineral foarte puternic, mai puternic decât acidul clorhidric.

HBr este extrem de reactiv și coroziv pentru majoritatea metalelor. Acidul este un reactiv comun în chimia organică, utilizat pentru oxidare și cataliză. Este eficient și în extracția anumitor minerale metalice (Bromură de hidrogen, 2016).

Referințe

1. Corporation Interscan. (2017). Instrumentație de monitorizare a bromurii de hidrogen și a bromurii de hidrogen. Preluat de pe gazdetection.com.
2. Fișă chimică (2016). Preluat din bromura de hidrogen, anhidro: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, NW (2001). Chimie anorganică. Presă academică.
4. Bromură de hidrogen. (2016). Preluat din ChemicalBook.
5. Hidrogen: bromură de hidrogen. (1993-2016). Preluat din WebElements.
6. Fișa cu date de securitate a materialului Bromură de hidrogen. (2005, 9 octombrie). Preluat de pe sciencelab.com.
7. Centrul Național de Informații Biotehnologice. (SF). Baza de date compuse PubChem; CID = 260. Preluat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17 octombrie). Bromură de hidrogen, fișă tehnică de securitate anhidră P-4605. Preluat de pe praxair.com.
9. SHOWA DENKO KK (nd). bromură de hidrogen. Preluat de pe www.sdk.co.jp.