Hidrobromskābes (HBr) struktūra, īpašības, izmantošana, izmantošana



The Hidrobromīdskābe ir neorganisks savienojums, kas iegūts no ūdeņraža šķīduma, ko sauc par ūdeņraža bromīdu. Tās ķīmiskā formula ir HBr, un to var uzskatīt par līdzvērtīgu dažādos veidos: kā molekulāro hidrīdu vai ūdeņraža halogenīdu; tas ir, hidrazīds.

Ķīmiskajos vienādojumos tas jāraksta kā HBr (ac), lai norādītu, ka tā ir hidrobromīdskābe, nevis gāze. Šī skābe ir viena no spēcīgākajām zālēm, pat vairāk nekā sālsskābe, HCl. To izskaidro tā kovalentās saiknes raksturs.

Kāpēc HBr ir skābe, un vēl vairāk izšķīdina ūdenī? Tā kā kovalentā saite H-Br ir ļoti vāja, sakarā ar Br un 4p 1s orbītu slikto pārklāšanos.

Tas nav pārsteidzoši, ja jūs uzmanīgi skatāties uz iepriekš redzamo attēlu, kur skaidri redzams, ka broma atoms (brūns) ir daudz lielāks nekā ūdeņraža atoms (balts).

Līdz ar to jebkurš traucējums izraisa H-Br sajaukšanos, atbrīvojot H jonu+. Pēc tam hidrobromīdskābe ir Brönsted skābe, jo tā pārnes protonus vai ūdeņraža jonus. Tās stiprums ir tāds, ka to lieto vairāku organisko savienojumu (piemēram, 1-brometāna, CH \ t3CH2Br).

Hidrobromīdskābe pēc hidrohlorīda ir viens no spēcīgākajiem un visnoderīgākajiem hidroksīdiem dažu cietu paraugu sagremošanai..

Indekss

  • 1 Ūdeņražskābes struktūra
    • 1.1. Skābums
  • 2 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
    • 2.1. Molekulārā formula
    • 2.2. Molekulmasa
    • 2.3 Fiziskais izskats
    • 2.4 Smarža
    • 2.5 Smaržas slieksnis
    • 2.6 Blīvums
    • 2.7. Kušanas punkts
    • 2.8 Viršanas punkts
    • 2.9 Šķīdība ūdenī
    • 2.10 Tvaika blīvums
    • 2,11 pKa skābums
    • 2.12. Kaloriju jauda
    • 2.13 Standarta molārā entalpija
    • 2.14 Standarta molārā entropija
    • 2.15 Uzliesmošanas temperatūra
  • 3 Nomenklatūra
  • 4 Kā tas veidojas?
    • 4.1 Ūdeņraža un broma maisījums ūdenī
    • 4.2. Fosforu tribromīds
    • 4.3 Sēra dioksīds un broms
  • 5 Lietojumi
    • 5.1. Bromīdu sagatavošana
    • 5.2. Alkilhalogenīdu sintēze
    • 5.3 Katalizators
  • 6 Atsauces

Ūdeņraža skābes struktūra

Attēlā parādīta H-Br struktūra, kuras īpašības un īpašības, pat gāzes īpašības, ir cieši saistītas ar tās ūdens šķīdumiem. Tieši tāpēc tur nonāk punkts, kur jūs nonākat apjukumā par to, kurš no abiem savienojumiem ir minēts: HBr vai HBr (ac).

HBr (ac) struktūra atšķiras no HBr struktūras, jo tagad ūdens molekulas solvē šo diatomisko molekulu. Kad tas ir pietiekami tuvs, H tiek nodots+ uz H molekulu2Vai kā norādīts šādā ķīmiskā vienādojumā:

HBr + H2O => Br--  +  H3O+

Tādējādi hidrobromskābes struktūra sastāv no Br joniem--  un H3O+ elektrostatiski. Tagad tas nedaudz atšķiras no H-Br kovalentās saites.

Tās lielo skābumu izraisa lielais anjons Br- var tikko mijiedarboties ar H3O+, nevar aizkavēt viņu pārcelt H+ citām apkārtējām ķīmiskām sugām.

Skābums

Piemēram, Cl- un F- lai gan tie nerada kovalentās saites ar H3O+, tie var mijiedarboties ar citiem starpmolekulāriem spēkiem, piemēram, ūdeņraža tiltiem (ko tikai F- spēj tos pieņemt). Ūdeņraža tilti F--H-OH2+ "Hinder" H ziedojums+.

Šī iemesla dēļ fluorūdeņražskābe HF ir vājāka skābe ūdenī ūdeņraža skābes; kopš tā laika jonu mijiedarbība Br- H3O+ neuztraucieties par H nodošanu+.

Tomēr, lai gan HBr (ac) ir ūdens, tā uzvedība konta beigās ir līdzīga H-Br molekulas uzvedībai; tas ir, H+ Tas tiek pārnests no HBr vai Br-H3O+.

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Molekulārā formula

HBr.

Molekulmasa

80,972 g / mol. Ņemiet vērā, ka, kā minēts iepriekšējā sadaļā, tiek ņemts vērā tikai HBr, nevis ūdens molekula. Ja molekulmasa ir ņemta no formulas Br-H3O+ tas būtu aptuveni 99 g / mol.

Fiziskais izskats

Bezkrāsains vai gaiši dzeltens šķidrums, kas būs atkarīgs no izšķīdinātā HBr koncentrācijas. Jo vairāk dzeltens tas ir, jo koncentrētāks un bīstamāks.

Smarža

Acrid, kairinošs.

Smaržas slieksnis

6,67 mg / m3.

Blīvums

1,49 g / cm3 (ūdens šķīdums ar 48% masas%). Šī vērtība, tāpat kā tie, kas atbilst kušanas un viršanas temperatūrai, ir atkarīga no ūdenī izšķīdušā HBr daudzuma.

Kušanas punkts

-11ºC (12ºF, 393ºK) (ūdens šķīdums ar 49 masas%).

Viršanas punkts

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) pie 700 mmHg (ūdens šķīdums 47-49% w / w).

Šķīdība ūdenī

-221 g / 100 ml (pie 0 ° C).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Šīs vērtības attiecas uz gāzveida HBr, nevis uz bromskābi. Kā redzams, temperatūras palielināšana samazina HBr šķīdību; uzvedība, kas ir dabiska gāzēs. Līdz ar to, ja ir nepieciešami koncentrēti HBr (ac) risinājumi, labāk strādāt ar tiem zemā temperatūrā.

Ja strādājat pie augstām temperatūrām, HBr izplūst gāzveida diatomisko molekulu veidā, tāpēc reaktoram jābūt noslēgtam, lai novērstu noplūdi..

Tvaika blīvums

2,71 (attiecībā pret gaisu = 1).

Skābums pKa

-9.0. Šis konstants, kas ir tik negatīvs, norāda uz tās lielo skābuma spēku.

Kaloriju jauda

29,1 kJ / mol.

Standarta molārā entalpija

198,7 kJ / mol (298 ° K).

Standarta molārā entropija

-36,3 kJ / mol.

Aizdegšanās punkts

Nav uzliesmojošs.

Nomenklatūra

Tās nosaukums “hidrobromīdskābe” apvieno divus faktus: ūdens klātbūtni un ka bromam ir savienojuma valence -1. Angļu valodā tas ir nedaudz skaidrāks: hidrobromīdskābe, kur prefikss “hidro” (vai hidro) attiecas uz ūdeni; lai gan patiešām tas var attiekties arī uz ūdeņradi.

Bromam ir valence -1, jo tā ir saistīta ar ūdeņraža atomu mazāk elektronegatīvā nekā tā ir; bet, ja tas ir saistīts vai mijiedarbojas ar skābekļa atomiem, tam var būt vairākas valences, piemēram: +2, +3, +5 un +7. Ar H var pieņemt tikai vienu valenci, un tāpēc sufikss -ico tiek pievienots tā nosaukumam.

Lai gan HBr (g), ūdeņraža bromīds, ir bezūdens; tas nozīmē, ka tajā nav ūdens. Tāpēc tas ir nosaukts saskaņā ar citiem nomenklatūras standartiem, kas atbilst ūdeņraža halogenīdu standartiem.

Kā tas veidojas?

Ir vairākas sintētiskās metodes, lai sagatavotu hidrobromskābi. Daži no tiem ir:

Ūdeņraža un broma maisījums

Nerakstot tehniskās detaļas, šo skābi var iegūt no tiešā ūdeņraža un broma maisījuma reaktorā, kas piepildīts ar ūdeni.

H2  +  Br2  => HBr

Tādā veidā, kā HBr formas, tas izšķīst ūdenī; Tas var vilkt to destilācijās, tāpēc šķīdumus var iegūt ar dažādām koncentrācijām. Ūdeņradis ir gāze un broms ir tumši sarkanīgs šķidrums.

Fosfora tribromīds

Sīkāk izstrādātā procesā sajaucas ar smiltīm, hidratētu sarkano fosforu un bromu. Ūdens slazdus ievieto ledus vannās, lai novērstu HBr izplūšanu un tā vietā veidotu hidrobromskābi. Reakcijas ir:

2P + 3Br2  => 2PBr3

PBr3  +  3H2O => 3HBr + H3PO3

Sēra dioksīds un broms

Vēl viens veids, kā to sagatavot, ir broma reaģēšana ar sēra dioksīdu ūdenī:

Br2  +  SO2  +  2H2O => 2HBr + H2SO4

Tā ir redoksreakcija. Br2 tas samazinās, tas iegūst elektronus, savienojot tos ar ūdeņradi; paziņojumā par iebildumiem2 tā oksidējas, zaudē elektronus, kad tā veido vairāk kovalentās saites ar citiem oksigeniem, kā sērskābē.

Lietojumi

Bromīdu sagatavošana

Bromīda sāļus var pagatavot, ja HBr (ac) reaģē ar metāla hidroksīdu. Piemēram, tiek ņemts vērā kalcija bromīda ražošana:

Ca (OH)2 + 2HBr => CaBr2 +  H2O

Cits piemērs ir nātrija bromīds:

NaOH + HBr => NaBr + H2O

Tādējādi var sagatavot daudzus neorganiskos bromīdus.

Alkilhalogenīdu sintēze

Un kā ar organiskajiem bromīdiem? Tie ir organiskie savienojumi: RBr vai ArBr.

Alkoholu atūdeņošana

Izejvielas to iegūšanai var būt spirti. Protonējot HBr skābumu, tie veido ūdeni, kas ir laba izejošā grupa, un tā vietā ir iekļauts Br tilpuma atoms, kas kļūs kovalenti saistīts ar oglekli:

ROH + HBr => RBr + H2O

Šī dehidratācija tiek veikta temperatūrā, kas pārsniedz 100 ° C, lai atvieglotu R-OH saiti2+.

Papildinājums alkēniem un alkīniem

HBr molekulu var pievienot no ūdens šķīduma uz alkēna vai alkīna divkāršu vai trīskāršu saiti:

R2C = CR2 + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Var iegūt vairākus produktus, bet vienkāršos apstākļos produkts vispirms veidojas, ja broms ir saistīts ar sekundāro, terciāro vai kvaternerālo oglekli (Markovnikova noteikums)..

Šie halogenīdi ietekmē citu organisko savienojumu sintēzi, un to izmantošanas veidi ir ļoti plaši. Arī dažas no tām var izmantot arī jaunu zāļu sintēzes vai dizaina izstrādē.

Ēterisks klīrenss

No ēteriem var iegūt divus alkilhalogenīdus vienlaicīgi, katrs no kuriem ir viens no diviem sākotnējiem R-O-R ētera R vai R 'ķēdēm. Tas notiek kaut kas līdzīgs alkoholu dehidratācijai, bet tā reakcijas mehānisms ir atšķirīgs.

Reakciju var shematizēt ar šādu ķīmisko vienādojumu:

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

Un arī ūdens tiek atbrīvots.

Katalizators

Tā skābums ir tāds, ka to var izmantot kā efektīvu skābes katalizatoru. Tā vietā, lai pievienotu Br anjonu- uz molekulāro struktūru, paver ceļu citai molekulai to darīt.

Atsauces

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organiskā ķīmija. Amīni (10. \ Tth izdevumā.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Organiskā ķīmija (Sestais izdevums). Mc Graw kalns.
  3. Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrēts Organiskās ķīmijas vārdnīca: hidrobromīdskābe. Saturs iegūts no: chem.ucla.edu
  4. Vikipēdija. (2018). Hidrobromīdskābe. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  5. PubChem. (2018). Hidrobromīdskābe. Saturs iegūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  6. Valsts Darba drošības un higiēnas institūts. (2011). Ūdeņraža bromīds [PDF] Saturs iegūts no: insht.es
  7. PrepChem. (2016). Ūdeņražskābes sagatavošana. Saturs iegūts no: prepchem.com