Ūdeņraža bromīda (HBr) raksturojums, sintēze un pielietojumi



The ūdeņraža bromīds, Ķīmisks savienojums ar formulu HBr ir diatomiskā molekula ar kovalentu saiti. Savienojums ir klasificēts kā ūdeņraža halogenīds, kas ir bezkrāsaina gāze, kas, izšķīdinot ūdenī, veido ūdeņraža bromskābi, kas piesātināta pie 68,85 masas% istabas temperatūrā..

Ūdens šķīdumi pie 47,6 masas% veido nemainīgu viršanas azeotropu maisījumu, kura viršanas temperatūra ir 124,3 grādi pēc Celsija. Mazāk koncentrētie, viršanas šķīdumi atbrīvo H2O, līdz tiek sasniegts nemainīga viršanas azeotropa maisījuma sastāvs.

Indekss

  • 1 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
  • 2 Reaktivitāte un bīstamība
  • 3 Lietošana un uzglabāšana          
  • 4 Sintēze
  • 5 Lietojumi
  • 6 Atsauces

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Ūdeņraža bromīds ir bezkrāsaina gāze istabas temperatūrā ar skābu un kairinošu smaržu. Savienojums ir stabils, bet nedaudz maz, ja tas ir pakļauts gaisam vai gaismai, kā parādīts 2. attēlā (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs, S.F.)..

Tā molekulmasa ir 80,91 g / mol un blīvums ir 3,307 g / l, kas padara to smagāku par gaisu. Gāze kondensējas, veidojot bezkrāsainu šķidrumu, kura viršanas temperatūra ir -66,73 grādi pēc Celsija..

Turpinot atdzist, šķidrums sacietē, iegūstot baltus kristālus, kuru kušanas temperatūra ir -86,82 grādi pēc Celsija, ar blīvumu 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Šo kristālu izskats ir parādīts 3. attēlā.

Savienojuma attālums starp bromu un ūdeņradi ir 1,414 angstroms un tā disociācijas enerģija ir 362,5 kJ / mol.

Ūdeņraža bromīds ūdenī ir vairāk šķīstošs nekā ūdeņraža hlorīds, spēj izšķīdināt 221 g 100 ml ūdens pie 0 grādiem pēc Celsija, kas ir līdzvērtīgs 612 litriem šī gāzes tilpuma katram ūdens litram. Tas arī šķīst spirtā un citos organiskos šķīdinātājos.

Ūdeņraža šķīdumā (hidrobromīdskābe) dominē HBr skābes īpašības (tāpat kā HF un HCl gadījumā) un ūdeņraža halogēna saitē ūdeņraža bromīda gadījumā tas ir vājāks nekā ūdeņraža hlorīds.

Tāpēc, ja hloru izplūst ar ūdeņraža bromīdu, tiek novērota brūnu brūnu tvaiku veidošanās. Reakcija, kas to izskaidro, ir šāda:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Tas liecina, ka ūdeņraža bromīds ir spēcīgāks reducējošais līdzeklis nekā ūdeņraža hlorīds un ka ūdeņraža hlorīds ir labāks oksidētājs.

Ūdeņraža bromīds ir stipra bezūdens skābe (bez ūdens). Reaģē ātri un eksotermiski ar visu veidu bāzēm (ieskaitot amīnus un amīdus).

Reaģē eksotermiski ar karbonātiem (ieskaitot kaļķakmeni un būvmateriālus, kas satur kaļķakmeni) un ūdeņraža karbonātus, lai radītu oglekļa dioksīdu.

Reaģē ar sulfīdiem, karbīdiem, borīdiem un fosfīdiem, lai radītu toksiskas vai viegli uzliesmojošas gāzes.

Reaģē ar daudziem metāliem (ieskaitot alumīniju, cinku, kalciju, magniju, dzelzi, alvu un visus sārmu metālus), lai radītu uzliesmojošu ūdeņraža gāzi.

Atbildēt ar:

  • etiķskābes anhidrīds
  • 2-aminoetanols
  • amonija hidroksīds
  • kalcija fosfīds
  • hlorsulfonskābe
  • 1,1-difluoretilēns
  • etilēndiamīns
  • etilēnimīns
  • sērskābe
  • perhlorskābe
  • b-propiolaktons
  • propilēna oksīds
  • sudraba perhlorāts
  • Urāna fosfīds (IV)
  • vinilacetāts
  • kalcija karbīds
  • rubīdija karbīds
  • cēzija acetilīds
  • rubidija acetilīds
  • magnija borīds
  • dzīvsudraba sulfāts (II)
  • kalcija fosfīds
  • kalcija karbīds (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktivitāte un apdraudējumi

Ūdeņraža bromīds ir klasificēts kā kodīgs un kairinošs savienojums. Tas ir ārkārtīgi bīstams, ja nonāk saskarē ar ādu (kairinošs un kodīgs) un acīm (kairinošs), un ja norīts un ieelpots (plaušu kairinātājs)..

Savienojums tiek uzglabāts saspiestā konteinerā ar sašķidrinātu gāzi. Ilgstoša uguns vai intensīva karstuma iedarbība var izraisīt spiediena tvertnes vardarbīgu plīsumu, kas var izdalīt atbrīvojošus kairinošus toksiskus tvaikus..

Ilgstoša ekspozīcija ar zemu koncentrāciju vai īslaicīga augsta koncentrācija var izraisīt kaitīgu ietekmi uz veselību ieelpojot.

Bezūdens bromīda termiskā sadalīšanās rada toksiskas broma gāzes. Tas var kļūt viegli uzliesmojošs, ja tas reaģē, atbrīvojot ūdeņradi. Saskaroties ar cianīdu, rodas toksiskas gāzes ar cianīdu.

Ieelpošana izraisa smagu deguna un augšējo elpceļu kairinājumu, kas var izraisīt plaušu bojājumus.

Norīšana izraisa mutes un kuņģa apdegumus. Saskare ar acīm izraisa smagu kairinājumu un apdegumus. Saskare ar ādu izraisa kairinājumu un apdegumus.

Ja šī ķīmiskā viela šķīdumā nonāk saskarē ar acīm, tās nekavējoties jānomazgā ar lielu ūdens daudzumu, reizēm pacelot apakšējo un augšējo plakstiņu..

Strādājot ar šo ķīmisko vielu, kontaktlēcas nedrīkst lietot. Ja acu audi ir sasaldēti, nekavējoties jāmeklē medicīniskā palīdzība.

Ja audi nav sasaldēti, nekavējoties un pilnībā izskalojiet acis ar lielu ūdens daudzumu vismaz 15 minūtes, reizēm pacelot apakšējo un augšējo plakstiņu..

Ja kairinājums, sāpes, pietūkums vai plīsumi pastāv, pēc iespējas ātrāk saņemiet medicīnisku palīdzību.

Ja šī ķīmiskā viela šķīdumā nonāk saskarē ar ādu un nerada sasalšanu, nekavējoties izskalojiet ar ūdeni piesārņoto ādu..

Ja šī ķīmiskā viela iekļūst apģērbā, nekavējoties izņemiet apģērbu un nomazgājiet ādu ar ūdeni.

Ja rodas iesaldēšana, nekavējoties meklēt medicīnisko palīdzību. Neberziet skartās vietas vai skalojiet ar ūdeni. Lai novērstu turpmāku audu bojājumu, nemēģiniet noņemt saldētus apģērbus no apledojuma vietām..

Ja šīs vielas daudzums ir ieelpots, pakļautā persona nekavējoties jāpārvieto uz svaigu gaisu. Ja elpošana ir apstājusies, atdzīviniet muti no mutes. Cietušajam vajadzētu būt silts un atpūsties, cenšoties pēc iespējas ātrāk saņemt medicīnisko palīdzību.

Ja šī ķīmiskā viela ir norīta, nekavējoties vērsieties pie ārsta

Pārkraušana un uzglabāšana          

Ūdeņraža bromīda cilindri jāuzglabā vēsā un labi vēdināmā vietā. Tam ir jābūt ar pietiekamu ventilāciju. Tas jāuzglabā tikai tad, ja temperatūra nepārsniedz 52 grādus pēc Celsija.

Tvertnēm jābūt stingri nostiprinātām vertikālā pozīcijā, lai novērstu to nokrišanu vai triecienu. Turklāt, uzstādiet vārsta aizsargvāciņu, ja tāds ir, stingri novietojiet to ar roku, kā arī uzglabājiet pilnus un tukšus konteinerus atsevišķi (praxair inc., 2016).

Rīkojoties ar izstrādājumu zem spiediena, jāizmanto pareizi konstruētas caurules un iekārtas, lai izturētu radušos spiedienu. Nekad nestrādājiet spiediena sistēmā un cauruļvadā izmantojiet atgriešanās plūsmas novēršanas ierīci. Gāzes var izraisīt strauju nosmakšanu skābekļa trūkuma dēļ.

Ir svarīgi uzglabāt un lietot ar atbilstošu ventilāciju. Ja rodas noplūde, aizveriet tvertnes vārstu un izslēdziet sistēmu drošā un videi nekaitīgā veidā. Pēc tam izlabojiet noplūdi. Nekad nenovietojiet konteineru, kur tas var būt elektriskās ķēdes daļa.

Darbojoties ar cilindriem, jāvalkā ādas aizsargcimdi un apavi. Tie ir jāaizsargā, un, lai to izdarītu, jāizvairās no to vilkšanas, slīdēšanas vai slīdēšanas.

Pārvietojot cilindru, noņemamais vārsta vāks vienmēr jāglabā vietā. Nekad nemēģiniet pacelt cilindru ar vāku, kas paredzēts tikai vārsta aizsardzībai.

Pārvietojot cilindrus, pat īsos attālumos, izmantojiet grozu (rati, rokturis utt.), Kas paredzēti balonu transportēšanai..

Objektu (piemēram, uzgriežņu atslēgu, skrūvgriezi, pry bar) nekad nedrīkst ievietot vāka atverēs, jo tas var sabojāt vārstu un izraisīt noplūdi..

Regulējamu siksnu uzgriežņu atslēgu izmanto, lai noņemtu pārāk saspringtus vai rūsus vākus. Vārstam vajadzētu atvērt lēni un, ja tas nav iespējams, jāpārtrauc lietošana un sazinieties ar piegādātāju. Protams, pēc katras lietošanas reizes tvertnes vārsts ir jāaizver.

Šis konteiners ir jātur slēgts pat tad, kad tas ir tukšs. Nekad nenovietojiet liesmu vai lokalizētu siltumu tieši uz jebkuras tvertnes daļas. Augsta temperatūra var sabojāt tvertni un izraisīt spiediena samazināšanas ierīces bojājumus priekšlaicīgi, iztukšojot tvertnes saturu (praxair inc., 2016).

Sintēze

Gāzveida ūdeņraža bromīdu var ražot laboratorijā ar tetralīna bromēšanu (1, 2,3, 4-tetrahidronaftalīns). Trūkums ir tas, ka puse no broma pazūd. Ienesīgums ir aptuveni 94% vai tas pats, 47% broma beidzas kā HBr.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8Br4 + 4 HBr

Ūdeņraža bromīda gāzi var sintezēt arī laboratorijā ar koncentrētas sērskābes reakciju uz nātrija bromīdu.

NaBr (s) + H2SO4 → HBr (g) + NaHSO4

Šīs metodes trūkums ir tāds, ka liela daļa produkta tiek zaudēta, oksidējoties ar pārmērīgu sērskābi, veidojot bromu un sēra dioksīdu..

2 HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2 H2O

Ūdeņraža bromīdu var sagatavot laboratorijā, reaģējot uz attīrītu ūdeņraža gāzi un bromu. To katalizē platīna azbests, un to veic kvarca caurulē 250 ° C temperatūrā.

Br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Maza mēroga bezūdens ūdeņraža bromīdu var ražot arī ar trifenilfosfonija bromīda termolīzi, ko veic ar ksilolu..

HBr var iegūt, izmantojot sarkano fosfora metodi. Pirmkārt, sarkanais fosfors tiek pievienots ūdens reaktorā un pēc tam lēnām sajaucot ar bromu un hidrobromskābes un fosforskābes reakciju, sedimentējot, filtrējot un iegūstot destilāciju, iegūs bromskābi.

P4+6 Br2+12 H2O → 12 HBr + 4 H3PO3

Ar iepriekš aprakstītajām metodēm sagatavotais ūdeņraža bromīds var būt piesārņots ar Br2, ko var noņemt, izplūstot gāzi caur fenola šķīdumu tetraklormetānā vai citā piemērotā šķīdinātājā istabas temperatūrā, veidojot 2,4,6-tribromfenolu un tādējādi radot vairāk HBr..

Šo procesu var veikt arī ar vara šķembām vai vara marli augstā temperatūrā (ūdeņradis: ūdeņraža bromīds, 1993-2016)..

Lietojumi

HBr izmanto organisko bromīdu, piemēram, metilbromīda, brometāna uc, ražošanā un neorganisko vielu, piemēram, nātrija bromīda, kālija bromīda, litija bromīda un kalcija bromīda uc ražošanā..

To lieto arī fotografēšanai un farmaceitiskiem nolūkiem vai sedatīvu un anestēzijas līdzekļu sintēzei. Turklāt tas tiek izmantots rūpnieciskai žāvēšanai, tekstila apdarei, pārklāšanas līdzekļiem, virsmas apstrādei un ugunsdrošiem līdzekļiem.

Šo savienojumu izmanto arī, lai iegravētu polisilīcija loksnes datoru mikroshēmu ražošanai (Interscan Corporation, 2017).

Ūdeņraža bromīds ir labs šķīdinātājs dažiem metāliskiem minerāliem, ko izmanto augstas tīrības metālu attīrīšanai.

Naftas rūpniecībā to izmanto kā alkoksigrupu un fenoksi savienojumu atdalīšanu, kā arī katalizatoru ciklisko ogļūdeņražu un ogļūdeņražu oksidēšanai ķēdē ar ketoniem, skābi vai peroksīdu. To izmanto arī sintētiskās krāsās un garšvielās.

Augstas kvalitātes HBr gāze tiek izmantota pusvadītāju izejvielu sadedzināšanai un tīrīšanai (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Savienojumu izmanto kā analītisku reaģentu sēra, selēna, bismuta, cinka un dzelzs noteikšanai., Alvas atdalīšanai no arsēna un antimona. Tas ir alkilēšanas katalizators un reducējošais līdzeklis, ko izmanto organiskā sintēze.

Ūdeņraža bromīdu var izmantot hidrobromskābes ražošanai. Hidrobromīdskābe ir ļoti spēcīga minerālskābe, kas ir spēcīgāka par sālsskābi.

HBr ir ļoti reaktīvs un kodīgs vairumam metālu. Skābe ir parasts reaģents organiskajā ķīmijā, ko izmanto oksidēšanai un katalīzei. Tas ir arī efektīvs noteiktu metālu minerālu ekstrakcijā (Hidrogēna bromīds, 2016).

Atsauces

  1. Interscan Corporation. (2017). Ūdeņraža bromīda un ūdeņraža bromīda monitoringa instrumenti. Izgūti no gasdetection.com.
  2. Ķīmisko datu lapa. (2016). Izgūti no HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Neorganiskā ķīmija Akadēmiskā prese.
  4. Ūdeņraža bromīds. (2016). Izgūti no ChemicalBook.
  5. Ūdeņradis: ūdeņraža bromīds. (1993-2016). Izgūti no WebElements.
  6. Materiāla drošības datu lapa Ūdeņraža bromīds. (2005. gada 9. oktobris). Izgūti no sciencelab.com.
  7. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (S.F.). PubChem Compound datu bāze; CID = 260. Izgūti no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxair inc. (2016, 17. oktobris). Ūdeņraža bromīds, bezūdens drošības datu lapa P-4605. Izgūti no praxair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). ūdeņraža bromīds. Izgūti no www.sdk.co.jp.