ACIDUL BROMHIDRIC (HBR): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, FORMARE - CHIMIE - 2025

Acidul bromhidric este un compus anorganic este soluția apoasă a unui acid bromhidric gaz numit. Formula sa chimică este HBr și poate fi considerată în moduri echivalente diferite: ca hidrură moleculară sau halogenură de hidrogen în apă; adică un hidracid.

În ecuațiile chimice trebuie scris ca HBr (ac), indicând astfel că este acidul bromhidric și nu gazul. Acest acid este unul dintre cele mai puternice cunoscute, cu atât mai mult decât acidul clorhidric, HCl. Explicația pentru aceasta constă în natura legăturii sale covalente.

Sursa: KES47 prin Wikipedia

De ce este HBr un acid atât de puternic, și cu atât mai mult dizolvat în apă? Deoarece legătura covalentă H-Br este foarte slabă, datorită suprapunerii slabe a orbitalelor 1s ale lui H și 4p ale lui Br.

Acest lucru nu este surprinzător dacă priviți cu atenție imaginea de sus, unde clar, atomul de brom (maro) este mult mai mare decât atomul de hidrogen (alb).

În consecință, orice perturbare determină ruperea legăturii H-Br, eliberând ionul H ⁺ . Deci, acidul bromhidric este un acid Brönsted, deoarece transferă protoni sau ioni de hidrogen. Puterea sa este de așa natură încât este utilizat în sinteza diferiților compuși organobrominated (cum ar fi 1-brom etan, CH ₃ CH ₂ Br).

Acidul bromhidric este, după hidroiodă, HI, unul dintre cele mai puternice și utile hidracide pentru digestia anumitor probe solide.

Structura acidului bromhidric

Imaginea arată structura H-Br, ale cărei proprietăți și caracteristici, chiar dacă sunt cele ale gazului, sunt strâns legate de soluțiile sale apoase. De aceea, vine un punct în care există confuzie cu privire la care dintre cei doi compuși se face referire: HBr sau HBr (ac).

Structura HBr (ac) este diferită de cea a HBr, deoarece acum moleculele de apă rezolvă această moleculă diatomică. Când este destul de aproape, H ⁺ este transferat la o moleculă de H ₂ O așa cum este indicat prin următoarea ecuație chimică:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Astfel, structura de acid bromhidric constă în Br ^- și H ₃ O ⁺ ioni interactioneaza electrostatică. Acum, este puțin diferit de legătura covalentă a lui H-Br.

Aciditate mare se datorează faptului că voluminoase Br ^- anion poate abia interactioneze cu H ₃ O ⁺ , fără a putea împiedica să transfere H ⁺ la o altă specie chimică din jur.

Aciditate

De exemplu, Cl ^- și F ^- deși nu formează legături covalente cu H ₃ O ⁺ , ele pot interacționa prin alte forțe intermoleculare, cum ar fi legăturile cu hidrogen (pe care numai F ^- este capabilă să le accepte). Legăturile de hidrogen F ^- -H-OH ₂ ⁺ "împiedică" donarea de H ⁺ .

Din acest motiv, acidul fluorhidric, HF, este un acid mai slab în apă decât acidul bromhidric; deoarece, interacțiunile ionice Br ^- H ₃ O ⁺ nu afectează transferul de H ⁺ .

Cu toate acestea, deși apa este prezentă în HBr (aq), comportamentul acesteia este în final similar cu cel al luării în considerare a unei molecule H-Br; adică, un H ⁺ este transferată de la HBr sau Br ^- H ₃ O ⁺ .

Proprietati fizice si chimice

Formulă moleculară

HBr.

Greutate moleculară

80,972 g / mol. Rețineți că, așa cum am menționat în secțiunea anterioară, se consideră numai HBr și nu molecula de apă. Dacă greutatea moleculară au fost luate de formula Br ^- H ₃ O ^{+ l} - ar avea o valoare de aproximativ 99 g / mol.

Aspectul fizic

Lichid incolor sau galben pal, care va depinde de concentrația de HBr dizolvat. Cu cât este mai galben, cu atât va fi mai concentrat și periculos.

Miros

Acru, iritant.

Pragul de miros

6,67 mg / m ³ .

Densitate

1,49 g / cm ³ (48% g / g soluție apoasă). Această valoare, precum și cele pentru punctele de topire și fierbere depind de cantitatea de HBr dizolvată în apă.

Punct de topire

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (soluție apoasă 49% în greutate / gr).

Punct de fierbere

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) la 700 mmHg (soluție apoasă 47-49% în greutate).

Solubilitatea apei

-221 g / 100 ml (la 0 ° C).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Aceste valori se referă la HBr gazos, nu la acidul bromhidric. După cum se poate observa, pe măsură ce temperatura crește, solubilitatea HBr scade; comportament natural în gaze. În consecință, dacă sunt necesare soluții concentrate de HBr (aq), este mai bine să lucrați cu ele la temperaturi scăzute.

Dacă lucrează la temperaturi ridicate, HBr va scăpa sub formă de molecule diatomice gazoase, astfel încât reactorul trebuie să fie sigilat pentru a preveni scurgerea acestuia.

Densitatea vaporilor

2,71 (în raport cu aerul = 1).

Aciditate pKa

-9.0. Această constantă negativă indică puterea sa mare de aciditate.

Capacitate calorică

29,1 kJ / mol.

Entalpie molară standard

198,7 kJ / mol (298 K).

Entropie molară standard

-36,3 kJ / mol.

punct de aprindere

Nu este inflamabil.

Nomenclatură

Numele său de „acid bromhidric” combină două fapte: prezența apei și bromul are o valență de -1 în compus. În limba engleză este ceva mai evident: acidul bromhidric, unde prefixul „hydro” (sau hidro) se referă la apă; deși, de fapt, se poate referi și la hidrogen.

Bromul are o valență de -1, deoarece este legat de un atom de hidrogen mai puțin electronegativ decât acesta; dar dacă ar fi legat sau interacționând cu atomii de oxigen, acesta poate avea numeroase valențe, cum ar fi: +2, +3, +5 și +7. Cu H poate adopta o singură valență, și de aceea sufixul -ico este adăugat la numele său.

Întrucât HBr (g), bromură de hidrogen, este anhidră; adică nu are apă. Prin urmare, este denumit în conformitate cu alte standarde de nomenclatură, care corespund celui al halogenurilor de hidrogen.

Cum se formează?

Există mai multe metode sintetice pentru prepararea acidului bromhidric. Unii dintre ei sunt:

Amestecă hidrogen și brom în apă

Fără a descrie detaliile tehnice, acest acid poate fi obținut din amestecarea directă a hidrogenului și a bromului într-un reactor umplut cu apă.

H ₂ + Br ₂ => HBr

În acest fel, pe măsură ce se formează HBr, se dizolvă în apă; acest lucru îl poate trage în distilări, astfel încât se pot extrage soluții cu diferite concentrații. Hidrogenul este un gaz, iar bromul este un lichid roșiatic închis.

Tribromură de fosfor

Într-un proces mai elaborat, nisipul, fosforul roșu hidratat și bromul sunt amestecate. Capcane de apă sunt plasate în băi de gheață pentru a împiedica HBr să scape și să formeze în schimb acid bromhidric. Reacțiile sunt:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Dioxid de sulf și brom

Un alt mod de a-l prepara este să reacționeze bromul cu dioxid de sulf în apă:

Br ₂ + SO ₂ + 2H ₂ O => 2HBr + H ₂ SO ₄

Aceasta este o reacție redox. Br ₂ este redus, câștigurile electroni, prin lipire cu hidrogeni; În timp ce SO _{2 se} oxidează, acesta pierde electroni atunci când formează mai multe legături covalente cu alți oxigeni, ca în acidul sulfuric.

Aplicații

Prepararea bromurii

Sărurile de bromură pot fi preparate reacționând HBr (aq) cu un hidroxid de metal. De exemplu, producția de bromură de calciu este considerată:

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CaBr ₂ + H ₂ O

Un alt exemplu este pentru bromura de sodiu:

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

Astfel, multe dintre bromurile anorganice pot fi preparate.

Sinteza halogenurilor alchilice

Dar despre bromurile organice? Acestea sunt compuși organobrominați: RBr sau ArBr.

Deshidratarea alcoolilor

Materia primă pentru obținerea lor poate fi alcooli. Atunci când sunt protonate de aciditatea HBr, acestea formează apă, care este un grup bun care pleacă, iar în locul său se încorporează volumul de atom de Br, care va fi legat covalent cu carbonul:

ROH + HBr => RBr + H ₂ O

Această deshidratare se realizează la temperaturi peste 100 ° C, pentru a facilita ruperea legăturii R-OH ₂ ⁺ .

Adăugare la alchene și alchine

Molecula de HBr poate fi adăugată din soluția sa apoasă la dubla sau triplă legătură a unei alchenă sau alchină:

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Se pot obține diverse produse, dar în condiții simple, produsul este format în primul rând atunci când bromul este legat de un carbon secundar, terțiar sau cuaternar (regula lui Markovnikov).

Aceste halogenuri sunt implicate în sinteza altor compuși organici, iar gama lor de utilizări este foarte extinsă. De asemenea, unele dintre ele pot fi chiar utilizate în sinteza sau proiectarea de noi medicamente.

Scindarea eterilor

Din eteri, se pot obține simultan două halogenuri alchil, fiecare purtând una dintre cele două lanțuri laterale R sau R 'ale eterului inițial RO-R'. Ceva similar cu deshidratarea alcoolilor se întâmplă, dar mecanismul lor de reacție este diferit.

Reacția poate fi conturată cu următoarea ecuație chimică:

ROR '+ 2HBr => RBr + R'Br

Și apa este, de asemenea, eliberată.

Catalizator

Aciditatea sa este astfel încât poate fi utilizată ca un catalizator acid eficient. În loc de a adăuga Br ^- anion la structura moleculară, este posibil ca o altă moleculă să facă acest lucru.

Referințe

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Chimie organica. Aminele. ( Ediția ^a 10- ^a .) Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Chimie organica. (Ediția a șasea). Mc Graw Hill.
3. Steven A. Hardinger. (2017). Glosar ilustrat de chimie organică: acid clorhidric. Recuperat din: chem.ucla.edu
4. Wikipedia. (2018). Acidul bromhidric. Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Extract. (2018). Acidul bromhidric. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Institutul Național de Securitate și Igienă la locul de muncă. (2011). Bromură de hidrogen . Recuperat din: insht.es
7. PrepChem. (2016). Prepararea acidului bromhidric. Recuperat de la: prepchem.com