VÄTEBROMID (HBR): EGENSKAPER, SYNTES OCH ANVÄNDNING - KEMI - 2025

Den vätebromid , en förening med formeln HBr kemikalie är en diatomärt molekyl med en kovalent bindning. Föreningen klassificeras som en vätehalogenid, som är en färglös gas som, när den upplöses i vatten, bildar bromvätesyra och mättar sig själv vid 68,85 viktprocent vid rumstemperatur.

Vattenlösningar vid 47,6% vikt / vikt bildar en konstant kokande azeotropisk blandning kokande vid 124,3 ° C. Mindre koncentrerade, kokande lösningar släpper H2O tills kompositionen för den konstant kokande azeotropiska blandningen har uppnåtts.

Figur 1: Struktur för vätebromid.

Fysiska och kemiska egenskaper

Vätebromid är en färglös gas vid rumstemperatur med en sur, irriterande lukt. Föreningen är stabil, men mörknar gradvis när den utsätts för luft eller ljus, såsom illustreras i figur 2 (National Center for Biotechnology Information, SF).

Figur 2: utseende av vätebromid.

Den har en molekylvikt av 80,91 g / mol och en densitet på 3,307 g / L, vilket gör den tyngre än luft. Gasen kondenserar och ger en färglös vätska med en kokpunkt av -66,73 grader Celsius.

När den fortsätter att svalna stelnar vätskan och erhåller vita kristaller, vars smältpunkt är -86,82 grader Celsius med en densitet av 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Utseendet på dessa kristaller illustreras i figur 3.

Figur 3: utseende av vätebromid.

Bindningsavståndet mellan brom och väte är 1.414 ångström och deras dissocieringsenergi är 362,5 kJ / mol.

Vätebromid är mer löslig i vatten än väteklorid, och 221 g kan lösas i 100 ml vatten vid 0 grader, vilket motsvarar en volym på 612 liter av denna gas för varje liter vatten. Det är också lösligt i alkohol och andra organiska lösningsmedel.

I vattenlösning (bromvätesyra) är de sura egenskaperna hos HBr dominerande, (som är fallet med HF och HCl) och i bindningen mellan väte och halogen är den svagare när det gäller vätebromid än i väteklorid.

Därför, om klor passeras genom vätebromid, observeras bildningen av bruna ångor som är karakteristiska för molekylärt brom. Reaktionen som förklarar det är följande:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Detta är en indikation på att vätebromid är ett starkare reduktionsmedel än väteklorid och att väteklorid är ett bättre oxidationsmedel.

Vätebromid är en stark vattenfri syra (utan vatten). Reagerar snabbt och exotermt med baser av alla slag (inklusive aminer och amider).

Reagerar exotermt med karbonater (inklusive kalksten och kalkstenhaltiga byggnadsmaterial) och vätekarbonat för att generera koldioxid.

Reagerar med sulfider, karbider, borider och fosfider för att alstra brandfarliga eller giftiga gaser.

Reagerar med många metaller (inklusive aluminium, zink, kalcium, magnesium, järn, tenn och alla alkalimetaller) för att generera brandfarlig vätgas.

Svara våldsamt med:

• ättiksyraanhydrid
• 2-aminoetanol
• ammoniumhydroxid
• kalciumfosfid
• klorsulfonsyra
• 1,1-difluoretylen
• etylendiamin
• etylenimin
• rökande svavelsyra
• Perklorsyra
• b-propriolakton
• propylens OXID
• silverklorat
• Uranfosfid
• vinylacetat
• kalciumkarbid
• rubidiumkarbid
• cesiumacetylid
• rubidiumacetylid
• magnesiumborid
• kvicksilver (II) sulfat
• kalciumfosfid
• kalciumkarbid (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivitet och faror

Vätebromid klassificeras som en frätande och irriterande förening. Det är extremt farligt vid kontakt med hud (irriterande och frätande) och ögon (irriterande) och vid förtäring och inandning (lungirriterande).

Föreningen lagras i behållare med flytande gas under tryck. Långvarig exponering för eld eller intensiv värme kan resultera i den våldsamma brott i trycksatt behållare, som kan frigöras och släpper irriterande giftiga ångor.

Långvarig exponering för låga koncentrationer eller kortvarig exponering för höga koncentrationer kan leda till negativa hälsoeffekter på grund av inandning.

Termisk sönderdelning av vattenfri vätebromid producerar giftiga bromgaser. Det kan bli brandfarligt om det reagerar genom att frigöra väte. Vid kontakt med cyanid producerar den giftiga vätecyanidgaser.

Inandning orsakar allvarlig irritation i näsan och övre luftvägarna, vilket kan orsaka lungskador.

Förtäring orsakar brännskador i munnen och magen. Kontakt med ögonen orsakar allvarlig irritation och brännskador. Kontakt med huden orsakar irritation och brännskador.

Om denna kemikalie i lösning kommer i kontakt med ögonen, ska de spolas omedelbart med stora mängder vatten och ibland lyfta nedre och övre ögonlock.

Kontaktlinser ska inte bäras när du arbetar med den här kemikalien. Om ögonvävnaden är frusen, kontakta omedelbar läkare.

Om vävnaden inte är fryst, skölj omedelbart och noggrant ögonen med stora mängder vatten i minst 15 minuter, lyft ibland de övre och övre locken.

Om irritation, smärta, svullnad eller rivning kvarstår får läkare så snart som möjligt.

Om denna kemikalie i lösning kommer i kontakt med huden och inte orsakar frostskador, skölj omedelbart förorenad hud med vatten.

Om denna kemikalie kläds på, ta omedelbart kläder och tvätta huden med vatten.

Om frostskada uppstår, kontakta omedelbart läkare. Gnid inte på drabbade områden eller skölj med vatten. För att förhindra ytterligare skador på tyger bör inga försök göras för att ta bort frysta kläder från frostiga områden.

Om stora mängder av denna kemikalie inhaleras ska den utsatta personen omedelbart flyttas till frisk luft. Om andningen har upphört, utför återupplivning från mun till mun. Offret ska hållas varmt och i vila, och läkare bör sökas så snart som möjligt.

Om denna kemikalie i lösning har sväljts, kontakta omedelbart läkare.

Hantering och lagring

Vätebromidcylindrar ska förvaras på en sval, väl ventilerad plats. Hanteringen måste ske med tillräcklig ventilation. Det ska bara förvaras när temperaturen inte överstiger 52 grader Celsius.

Behållare måste säkras ordentligt i upprätt läge för att förhindra att de faller eller slås. Installera också ventilskyddet, om det finns, ordentligt på plats för hand, samt förvara hela och tomma behållare separat (praxair inc., 2016).

Vid hantering av produkter under tryck bör korrekt utformad VVS och utrustning användas för att motstå de tryck som uppstår. Arbeta aldrig på ett trycksatt system och använd en anordning för förhindrande av återflöde i rörledningen. Gaser kan orsaka snabb kvävning på grund av syrebrist.

Förvara och använda med tillräcklig ventilation är viktigt. Om det uppstår en läcka, stäng behållarventilen och stäng av systemet på ett säkert och miljövänligt sätt. Reparera sedan läckan. Placera aldrig en behållare där den kan ingå i en elektrisk krets.

Skyddshandskar och lämpliga skor bör bäras vid hantering av cylindrar. Dessa måste skyddas och för detta måste de undvikas, dras, rullas eller skjutas.

När du flyttar cylindern ska det avtagbara ventilhöljet alltid hållas på plats. Försök aldrig lyfta en cylinder med locket, som endast är avsett att skydda ventilen.

När du flyttar cylindrar, även för korta avstånd, använd en vagn (vagn, handbil, etc.) utformad för att transportera cylindrar.

Ett föremål (t.ex. skruvnyckel, skruvmejsel, rovstång) ska aldrig sättas in i öppningarna i locket, eftersom det kan skada ventilen och orsaka läckage.

En justerbar remnyckel används för att ta bort lock som är för hårt eller rostade. Ventilen bör öppnas långsamt och om detta är omöjligt, sluta använda den och kontakta din leverantör. Naturligtvis måste containerventilen stängas efter varje användning.

Nämnda behållare måste hållas stängd även om den är tom. Flamma eller lokal värme ska aldrig appliceras direkt på någon del av behållaren. Höga temperaturer kan skada behållaren och orsaka att tryckavlastningsanordningen misslyckas för tidigt, genom att lufta behållarens innehåll (praxair inc., 2016).

Syntes

Gasformig vätebromid kan tillverkas i laboratoriet genom bromering av tetralin (1,2,3,4-tetrahydronaftalen). Nackdelen är att hälften av bromen går förlorad. Utbytet är cirka 94%, eller vad som är detsamma, 47% av bromen hamnar som HBr.

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

Vätebromidgas kan också syntetiseras i laboratoriet genom att reagera koncentrerad svavelsyra med natriumbromid.

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

Nackdelen med denna metod är att mycket av produkten går förlorad genom oxidation med överskott av svavelsyra för att bilda brom och svaveldioxid.

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

Vätebromid kan framställas i laboratoriet genom reaktionen mellan renad vätgas och brom. Detta katalyseras av platinaasbest och utförs i ett kvartsrör vid 250 ° C.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Vattenfri vätebromid kan också produceras i liten skala genom termolys av trifenylfosfoniumbromid i xylen under återflöde.

HBr kan erhållas med den röda fosformetoden. Först tillsättes den röda fosforen i vattenreaktorn och senare, långsamt, kommer brom under omrörning och reaktionen av bromvätesyra och fosforsyra, genom sedimentering, filtrering och den erhållna destillationen att vara bromvätesyra.

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

Vätebromid ställas medelst ovanstående metoder kan bli kontaminerade med Br ₂ , som kan avlägsnas genom att passera gasen genom en lösning av fenol i tetraklormetan eller annat lämpligt lösningsmedel vid rumstemperatur, vilket ger 2, 4, 6-tribromfenol och därigenom alstra plus HBr.

Denna process kan också utföras genom högtemperatur kopparflis eller kopparbindning (väte: vätebromid, 1993-2016).

tillämpningar

HBr används vid tillverkning av organiska bromider, såsom metylbromid, brometan, etc., och oorganiska sådana, såsom natriumbromid, kaliumbromid, litiumbromid och kalciumbromid, etc.

Det används också i fotografiska och farmaceutiska tillämpningar eller för syntes av lugnande medel och anestetika. Dessutom appliceras det i industriell torkning, textilbehandling, beläggningsmedel, ytbehandlingsmedel och brandskydd.

Föreningen används också för att etsa polysilikonark för tillverkning av datorchips (Interscan Corporation, 2017).

Vätebromid är ett bra lösningsmedel för vissa metalliska mineraler, som används vid förfining av metaller med hög renhet.

Inom petroleumindustrin används den som en separering av alkoxi- och fenoxiföreningar och en katalysator för oxidation av cykliska kolväten och kedjiga kolväten till ketoner, syra eller peroxid. Det används också i syntetiska färgämnen och kryddor.

En högkvalitativ gas från HBr används för etsning och rengöring av halvledarråvara (SHOWA DENKO KK, nd).

Föreningen används som ett analytiskt reagens för bestämning av svavel, selen, vismut, zink och järn för att separera tenn från arsenik och antimon. Det är en alkyleringskatalysator och reduktionsmedel som används vid organisk syntes.

Vätebromid kan användas för produktion av bromvätesyra. Bromvätesyra är en mycket stark mineralsyra, starkare än saltsyra.

HBr är mycket reaktiv och frätande för de flesta metaller. Syra är ett vanligt reagens i organisk kemi, som används för oxidation och katalys. Det är också effektivt vid utvinning av vissa metalliska mineraler (vätebromid, 2016).

referenser

1. Interscan Corporation. (2017). Instrument för övervakning av vätebromid och vätebromid. Hämtad från gasdetection.com.
2. Kemiskt datablad. (2016). Hämtad från HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, NW (2001). Oorganisk kemi. Akademisk press.
4. Vätebromid. (2016). Hämtad från ChemicalBook.
5. Väte: vätebromid. (1993-2016). Hämtad från WebElements.
6. Säkerhetsdatablad Vätebromid. (2005, 9 oktober). Hämtad från sciencelab.com.
7. National Center for Biotechnology Information. (SF). PubChem Compound Database; CID = 260. Hämtad från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17 oktober). Vätebromid, vattenfri Säkerhetsdatablad P-4605. Hämtad från praxair.com.
9. SHOWA DENKO KK (nd). vätebromid. Hämtad från www.sdk.co.jp.