HYDROBROMIC ACID (HBR): STRUKTUR, EGENSKAPER, BILDNING - KEMI - 2026

Den bromvätesyra är en oorganisk förening är den vattenhaltiga lösningen av en gas som kallas vätebromid. Dess kemiska formel är HBr, och den kan betraktas på olika ekvivalenta sätt: som en molekylhydrid eller en vätehalogenid i vatten; det vill säga en hydracid.

I kemiska ekvationer bör det skrivas som HBr (ac), vilket således indikerar att det är bromvätesyran och inte gasen. Denna syra är en av de starkaste kända, ännu mer än saltsyra, HCl. Förklaringen till detta ligger i dess kovalenta bindning.

Källa: KES47 via Wikipedia

Varför är HBr en så stark syra och ännu mer så upplöst i vatten? Eftersom den H-Br-kovalenta bindningen är mycket svag, på grund av den dåliga överlappningen av 1: s orbitaler i H och 4p av Br.

Detta är inte förvånande om man tittar närmare på toppbilden, där bromatom (brunt) tydligt är mycket större än väteatomen (vit).

Följaktligen orsakar varje störning H-Br-bindningen att bryta, vilket frigör H ⁺ -jonet . Så, bromvätesyra är en Brönsted-syra, eftersom den överför protoner eller vätejoner. Dess styrka är sådan att den används i syntesen av olika organobrominated föreningar (såsom en-brom etan, CH ₃ CH ₂ Br).

Hydrobrominsyra är efter hydrojod, HI, en av de starkaste och mest användbara hydraciderna för matsmältningen av vissa fasta prover.

Struktur av bromvätesyra

Bilden visar strukturen hos H-Br, vars egenskaper och egenskaper, till och med en gas, är nära besläktade med dess vattenhaltiga lösningar. Därför kommer det en punkt där det är förvirring när det gäller vilken av de två föreningarna som hänvisas till: HBr eller HBr (ac).

Strukturen för HBr (ac) skiljer sig från strukturen för HBr, eftersom vattenmolekylerna nu löser denna diatomiska molekyl. När den är tillräckligt nära, H ⁺ överförs till en molekyl av H ₂ O såsom indikeras av följande kemiska ekvation:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Sålunda, strukturen av bromvätesyra består av Br ^- och H ₃ O ⁺ joner som interagerar elektrostatiskt. Nu är det lite annorlunda än den kovalenta bindningen av H-Br.

Dess stora surhet beror på att den skrymmande Br ^- anjonen knappt kan interagera med H ₃ O ⁺ , utan att kunna förhindra den från att överföra H ⁺ till en annan omgivande kemisk art.

Aciditet

Till exempel, Cl ^- och F ^- även om de inte bildar kovalenta bindningar med H ₃ O ^{^} , de kan interagera genom andra intermolekylära krafter, såsom vätebindningar (som endast F ^- är kapabel att acceptera). Vätebindningar F ^- -H-OH ₂ ⁺ "hindrar" donationen av H ⁺ .

Det är av detta skäl som flödessyra, HF, är en svagare syra i vatten än bromvätesyra; eftersom, de joniska interaktioner Br ^- H ₃ O ⁺ påverkar inte överföringen av H ⁺ .

Men även om vatten finns i HBr (aq), är dess beteende i slutändan det som att betrakta en H-Br-molekyl; det vill säga, en H ⁺ överförs från HBr eller Br ^- H ₃ O ⁺ .

Fysiska och kemiska egenskaper

Molekylär formel

HBr.

Molekylvikt

80,972 g / mol. Observera att, som nämnts i föregående avsnitt, endast HBr beaktas och inte vattenmolekylen. Om molekylvikten togs från formeln Br ^- H ₃ O ^{+ det} skulle ha ett värde av ungefär 99 g / mol.

Fysiskt utseende

Färglös eller blekgul vätska, som beror på koncentrationen av det upplösta HBr. Ju mer gul den är, desto mer koncentrerad och farlig blir den.

Odör

Sur, irriterande.

Lukttröskel

6,67 mg / m ³ .

Densitet

1,49 g / cm ^{^} (48 viktprocent vattenlösning). Detta värde, liksom värdena för smält- och kokpunkten, beror på mängden HBr löst i vattnet.

Smältpunkt

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49% vikt / vikt vattenlösning).

Kokpunkt

122 ° C (252 ° 393 ° K) vid 700 mmHg (47-49% vikt / vikt vattenlösning).

Vattenlöslighet

-221 g / 100 ml (vid 0 ° C).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Dessa värden avser gasformig HBr, inte hydrobromsyra. Som kan ses, när temperaturen ökar, minskar lösligheten för HBr; beteende som är naturligt i gaser. Om koncentrerade HBr-lösningar (aq) krävs är det följaktligen bättre att arbeta med dem vid låga temperaturer.

Om arbetet vid höga temperaturer kommer HBr att fly ut i form av gasformiga diatomiska molekyler, så reaktorn måste tätas för att förhindra läckage.

Ång-densitet

2,71 (i förhållande till luft = 1).

Aciditet pKa

-9,0. Denna negativa konstant indikerar dess stora surhetsstyrka.

Kalorikapacitet

29,1 kJ / mol.

Standard molär entalpi

198,7 kJ / mol (298 K).

Standard molär entropi

-36,3 kJ / mol.

antändningspunkt

Inte brandfarligt.

Nomenklatur

Dess namn "hydrobromic acid" kombinerar två fakta: närvaron av vatten, och att brom har en valens av -1 i föreningen. På engelska är det något mer uppenbart: bromvätesyra, där prefixet "hydro" (eller hydro) refererar till vatten; även om det faktiskt också kan hänvisa till väte.

Brom har en valens av -1 eftersom den är bunden till en väteatom mindre elektronegativ än den; men om det var bundet eller interagerar med syreatomer kan det ha många valenser, såsom: +2, +3, +5 och +7. Med H kan den bara anta en enda valens, och det är därför som suffixet -ico läggs till sitt namn.

Medan HBr (g), vätebromid, är vattenfri; det vill säga, det har inget vatten. Därför benämns den under andra nomenklaturstandarder, motsvarande den för vätehalogenider.

Hur bildas det?

Det finns flera syntetiska metoder för framställning av bromvätesyra. Några av dem är:

Blanda väte och brom i vatten

Utan att beskriva de tekniska detaljerna kan denna syra erhållas genom direkt blandning av väte och brom i en reaktor fylld med vatten.

H ₂ + Br ₂ => HBr

På detta sätt löser HBr sig i vattnet när HBr bildas. detta kan dra det i destillationerna, så lösningar med olika koncentrationer kan extraheras. Väte är en gas och brom är en mörkrödaktig vätska.

Fosfor tribromid

I en mer detaljerad process blandas sand, hydratiserad röd fosfor och brom. Vattenfällor placeras i isbad för att förhindra att HBr flyr ut och bildar bromvätesyra i stället. Reaktionerna är:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Svaveldioxid och brom

Ett annat sätt att förbereda det är att reagera brom med svaveldioxid i vatten:

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

Detta är en redoxreaktion. Br ₂ reduceras, får elektroner, genom limning med vätgas; Medan SO ₂ oxiderar förlorar den elektroner när den bildar mer kovalenta bindningar med andra oxygener, som i svavelsyra.

tillämpningar

Bromidberedning

Bromidsalter kan framställas genom att reagera HBr (aq) med en metallhydroxid. Till exempel betraktas produktion av kalciumbromid:

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CaBr ₂ + H ₂ O

Ett annat exempel är för natriumbromid:

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

Således kan många av de oorganiska bromiderna framställas.

Syntes av alkylhalogenider

Och hur är det med organiska bromider? Dessa är organobrominerade föreningar: RBr eller ArBr.

Uttorkning av alkoholer

Råvaran för att få dem kan vara alkoholer. När de protoneras av surheten hos HBr, bildar de vatten, vilket är en bra lämnande grupp, och i stället införlivas den skrymmande Br-atomen, som kommer att kovalent bundna med kol:

ROH + HBr => RBr + H ₂ O

Denna dehydratisering genomföres vid temperaturer över 100 ° C, för att underlätta brytningen av R-OH ₂ ⁺ bindning .

Tillsats till alkener och alkyner

HBr-molekylen kan tillsättas från dess vattenhaltiga lösning till den dubbla eller trippelbindningen av en alken eller alkyn:

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Olika produkter kan erhållas, men under enkla förhållanden bildas produkten främst där brom är bundet till ett sekundärt, tertiärt eller kvartärt kol (Markovnikovs regel).

Dessa halogenider är involverade i syntesen av andra organiska föreningar, och deras användningsområde är mycket omfattande. På samma sätt kan vissa av dem till och med användas för syntes eller design av nya läkemedel.

Klyvning av etrar

Från etrarna kan två alkylhalogenider erhållas samtidigt, var och en bär en av de två sidokedjorna R eller R 'för den initiala eter RO-R'. Något som liknar dehydrering av alkoholer händer, men deras reaktionsmekanism är annorlunda.

Reaktionen kan beskrivas med följande kemiska ekvation:

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

Och vatten släpps också ut.

Katalysator

Dess surhet är sådan att den kan användas som en effektiv syrakatalysator. Istället för att lägga Br ^- anjonen till molekylstrukturen, gör det plats för en annan molekyl att göra det.

referenser

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10: ^e upplagan.) Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organisk kemi. (Sjätte upplagan). Mc Graw Hill.
3. Steven A. Hardinger. (2017). Illustrerad ordlista för organisk kemi: Hydrobromic acid. Återställdes från: chem.ucla.edu
4. Wikipedia. (2018). Hydrobromsyra. Återställd från: en.wikipedia.org
5. PubChem. (2018). Hydrobromsyra. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. National Institute of Safety and Hygiene at Work. (2011). Vätebromid . Återställd från: insht.es
7. PrepChem. (2016). Beredning av bromvätesyra. Återställs från: prepchem.com