Характеристики бромистого водню (HBr), синтез і застосування

The бромистий водень, Хімічна сполука формули HBr, являє собою двоатомну молекулу з ковалентним зв'язком. З'єднання класифікують як галогенид водню, який є безбарвним газом, який при розчиненні у воді утворює бромистоводневу кислоту з насиченням 68,85% мас. / Мас. При кімнатній температурі.

Водні розчини при 47,6% w / w утворюють постійну киплячу азеотропну суміш, що кипить при 124,3 градуси Цельсія. Чим менш концентровані, киплячі розчини вивільняють H2O, поки не буде досягнута композиція азеотропної суміші з постійним кип'ятінням.

Індекс

• 1 Фізико-хімічні властивості
• 2 Реактивність і небезпека
• 3 Обробка та зберігання          
• 4 Синтез
• 5 Використання
• 6 Посилання

Фізико-хімічні властивості

Бромистий водень - це безбарвний газ при кімнатній температурі з кислим і дратівливим запахом. Сполука є стабільною, але поступово темніє при впливі повітря або світла, як показано на малюнку 2 (Національний центр біотехнологічної інформації, S.F.).

Вона має молекулярну масу 80,91 г / моль і щільність 3,307 г / л, що робить його важчим, ніж повітря. Газ конденсується, утворюючи безбарвну рідину з температурою кипіння -66,73 градуси Цельсія..

Продовжуючи охолоджуватися, рідина застигає, отримуючи білі кристали, температура плавлення яких становить -86,82 градуси Цельсія з щільністю 2,660 г / мл (Egon Wiberg, 2001). Поява цих кристалів проілюстровано на фіг.3.

Відстань зв'язку між бромом і воднем становить 1,414 ангстрем, а його дисоціаційна енергія - 362,5 кДж / моль.

Бромистий водень є більш розчинним у воді, ніж хлористий водень, здатний розчиняти 221 г у 100 мл води при 0 градусах Цельсія, що еквівалентно об'єму 612 л цього газу для кожного літра води. Він також розчинний у спирті та інших органічних розчинниках.

У водному розчині (бромистоводородной кислоти) домінуючими є кислотні властивості HBr (як у випадку HF і HCl), а у зв'язку з воднем-галогеном - слабкіше у випадку бромоводорода, ніж хлористого водню.

Тому, якщо хлор проходить через бромистий водень, то спостерігається утворення коричневих парів, характерних для молекулярного брому. Реакція, яка пояснює це, полягає в наступному:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Це свідчить про те, що бромистий водень є більш сильним відновником, ніж хлористий водень, і що хлористий водень є кращим окислювачем.

Бромід водню є сильною безводною кислотою (без води). Реагує швидко і екзотермічно з основами всіх типів (включаючи аміни і аміди).

Екзотермічно реагує з карбонатами (включаючи вапняк і будівельні матеріали, що містять вапняк) і гідрокарбонати для отримання вуглекислого газу.

Реагує з сульфідами, карбідами, боридами і фосфідами для утворення токсичних або горючих газів.

Реагує з багатьма металами (включаючи алюміній, цинк, кальцій, магній, залізо, олово та всі лужні метали) для отримання легкозаймистого газу водню.

Реагувати насильно на:

• оцтовий ангідрид
• 2-аминоэтанол
• гідроксид амонію
• фосфід кальцію
• хлорсульфонової кислоти
• 1,1-дифторметилен
• етилендіамін
• етиленімін
• димящая сірчана кислота
• хлорну кислоту
• b-пропіолактон
• оксиду пропілену
• перхлорат срібла
• Фосфід урану (IV)
• вінілацетату
• карбід кальцію
• карбіду рубідію
• ацетилід цезію
• ацетилід рубідію
• борид магнію
• сульфат ртуті (II)
• фосфід кальцію
• карбід кальцію (Datasheet Chemical, 2016).

Реактивність і небезпека

Бромистий водень класифікується як корозійна і подразнююча сполука. Вона надзвичайно небезпечна в разі контакту з шкірою (подразнююча і корозійна) і очей (подразнююча), а також у випадках прийому всередину і вдиху (подразник легенів).

З'єднання зберігається в герметичних контейнерах зрідженого газу. Тривалий вплив вогню або інтенсивного тепла може призвести до сильного розриву герметичного контейнера, який може вистрілити, викидаючи дратівливі токсичні пари.

Тривале вплив низьких концентрацій або короткочасного впливу високих концентрацій може призвести до несприятливого впливу на здоров'я через вдихання.

При термічному розкладанні безводного бромистого водню утворюються токсичні бромні гази. Вона може стати легкозаймистою, якщо вона реагує шляхом вивільнення водню. При контакті з ціанідом утворюються токсичні гази ціаністого водню.

Вдихання викликає сильне подразнення носа і верхніх дихальних шляхів, що може спричинити пошкодження легенів.

Прийом всередину викликає опіки рота і шлунка. Контакт з очима викликає сильне роздратування і опіки. Контакт зі шкірою викликає роздратування і опіки.

Якщо ця хімічна речовина в розчині контактує з очима, їх слід негайно промити великою кількістю води, іноді піднімаючи нижню і верхню повіки..

Контактні лінзи не слід носити при роботі з цією хімічною речовиною. Якщо тканина ока заморожена, слід негайно звернутися до лікаря.

Якщо тканина не заморожена, негайно і повністю промийте очі великою кількістю води протягом принаймні 15 хвилин, періодично піднімаючи нижню і верхню повіки..

Якщо подразнення, біль, набряк або розрив зберігаються, зверніться за медичною допомогою якомога швидше.

Якщо цей розчин входить в контакт з шкірою і не викликає замерзання, негайно промийте шкіру, забруднену водою.

Якщо це речовина проникає в одяг, негайно видаліть одяг і промийте шкіру водою.

Якщо відбувається обмороження, негайно зверніться до лікаря. Не тріть уражені ділянки або не промивайте водою. Щоб запобігти подальшому пошкодженню тканин, не намагайтеся видалити заморожений одяг з місць з морозами..

У разі вдихання великої кількості цього хімічного речовини негайно слід вивести особу на свіже повітря. Якщо дихання припинилося, виконайте реанімацію з рота в рот. Потерпілого треба тримати в теплі і в спокої, крім того, щоб якомога швидше звернутися до лікаря.

Якщо цей розчин хімічної речовини проковтнув, негайно зверніться до лікаря

Обробка та зберігання          

Циліндри з бромистим воднем слід зберігати в прохолодному і добре провітрюваному місці. Її обробка повинна бути забезпечена належною вентиляцією. Його слід зберігати тільки тоді, коли температура не перевищує 52 градуси Цельсія.

Контейнери повинні бути міцно закріплені у вертикальному положенні, щоб запобігти їх падінню або удару. Крім того, встановіть захисний ковпачок клапана, якщо він передбачений, міцно вручну, а також зберігайте повні та порожні контейнери окремо (praxair inc., 2016).

При роботі з виробом під тиском необхідно використовувати правильно спроектовані труби та обладнання, щоб витримати зазначені тиски. Ніколи не працюйте в системі під тиском і використовуйте в трубопроводі пристрій запобігання зворотного потоку. Гази можуть викликати швидке задушення через дефіцит кисню.

Зберігати та використовувати з відповідною вентиляцією важливо. Якщо виникає витік, закрийте вентиль контейнера і вимкніть систему безпечним і екологічно правильним чином. Потім ремонтуйте витік. Ніколи не розміщуйте контейнер, де він може бути частиною електричного кола.

Під час роботи з циліндрами слід носити шкіряні захисні рукавички та взуття. Вони повинні бути захищені, і для цього ви повинні уникати перетягування, кочення або ковзання.

При переміщенні циліндра завжди потрібно утримувати знімну кришку клапана на місці. Ніколи не намагайтеся підняти циліндр за його кришку, яка призначена тільки для захисту клапана.

При переміщенні циліндрів, навіть на короткі відстані, використовуйте візок (візок, ручний візок і т.д.), призначений для транспортування циліндрів.

Об'єкт (наприклад, гайковий ключ, викрутка, штифт) ніколи не повинен вставлятися у отвори кришки, оскільки це може пошкодити клапан і викликати витік.

Регульований ключ для ремінця використовується для видалення кришок, які занадто щільні або іржавіють. Клапан повинен відкриватися повільно, і якщо це неможливо, слід припинити використання і звернутися до постачальника. Звичайно, клапан контейнера повинен бути закритий після кожного використання.

Цей контейнер повинен бути закритий, навіть якщо він порожній. Ніколи не розміщуйте полум'я або локалізоване тепло безпосередньо на будь-якій частині контейнера. Високі температури можуть пошкодити контейнер і змусити пристрій для скидання тиску передчасно вийти з ладу, пропускаючи вміст контейнера (praxair inc., 2016).

Синтез

Газоподібний бромистий водень може бути виготовлений в лабораторії шляхом бромування тетралина (1, 2, 3, 4-тетрагидронафталина). Недоліком є ​​те, що половина брому втрачається. Вихід становить приблизно 94%, або те ж, 47% брому закінчується як HBr.

C₁₀H₁₂ + 4 Br₂ → С₁₀H₈Br₄ + 4 HBr

Газ бромистого водню також може бути синтезований в лабораторії шляхом реакції концентрованої сірчаної кислоти на броміду натрію.

NaBr (s) + H₂SO₄ → HBr (g) + NaHSO₄

Недоліком цього способу є те, що значна частина продукту втрачається шляхом окислення надлишком сірчаної кислоти з утворенням брому і діоксиду сірки \ t.

2 HBr + H₂SO₄ → Br₂ + SO₂ + 2 H₂O

Бромід водню можна приготувати в лабораторії шляхом реакції між очищеним водневим газом і бромом. Це каталізується платиновим азбестом і здійснюється в кварцовій трубці при 250 ° С.

Br₂ + H₂[Pt] → 2 HBr

Дрібномірний безводний бромистий водень також може бути отриманий термолізом трифенилфосфониевого броміду в кислині з зворотним холодильником.

HBr можна отримати методом червоного фосфору. Спочатку в водний реактор додають червоний фосфор, а потім повільно, бром при перемішуванні і реакцію бромистоводородной кислоти і фосфористої кислоти, седиментацією, фільтрацією і отриманою перегонкою стають бромистоводневою кислотою.

P₄+6 Br₂+12 H₂O → 12 HBr + 4 H₃PO₃

Бромід водню, одержаний вищезазначеними способами, може бути забруднений Br₂, які можуть бути видалені пропусканням газу через розчин фенолу в тетрахлорметане або іншому відповідному розчиннику при кімнатній температурі, виробляючи 2,4,6-трибромофенол і тим самим генеруючи більше HBr \ t.

Цей процес також може бути здійснений через мідну стружку або мідну марлю при високій температурі (водень: бромистий водень, 1993-2016).

Використання

HBr використовують у виробництві органічних бромідів, таких як метилбромид, бромэтан тощо, і неорганічні речовини, такі як бромід натрію, бромід калію, бромід літію і бромід кальцію тощо..

Він також використовується у фото- та фармацевтичних застосуваннях або для синтезу седативних засобів та анестетиків. Крім того, він застосовується в промисловій сушці, текстильній обробці, покриттях, поверхневій обробці та вогнезахисних агентів.

З'єднання також використовується для травлення полікремнійних листів для виготовлення комп'ютерних чіпів (корпорація Interscan, 2017).

Бромистий водень є хорошим розчинником для деяких металевих мінералів, що використовуються для очищення металів високої чистоти.

У нафтовій промисловості він використовується як поділ алкокси і фенокси сполук, і каталізатор окислення циклічних вуглеводнів і вуглеводнів в ланцюзі до кетонів, кислот або пероксиду. Використовується також у синтетичних барвниках та спеціях.

Високоякісний газ HBr використовується для спалювання та очищення напівпровідникової сировини (SHOWA DENKO K.K, s.f).

З'єднання використовується в якості аналітичного реагенту при визначенні сірки, селену, вісмуту, цинку і заліза., Для відділення олова від миш'яку і сурми. Це каталізатор алкілування і відновник, що використовується в органічному синтезі.

Бромід водню може бути використаний для виробництва бромистоводневої кислоти. Гідробромна кислота є дуже сильною мінеральною кислотою, сильніше соляної кислоти.

HBr є високореакційним і корозійним для більшості металів. Кислота є звичайним реагентом в органічній хімії, використовується для окислення і каталізу. Він також ефективний у видобутку деяких металевих корисних копалин (Hydrogen bromide, 2016).

Список літератури

1. Корпорація Interscan. (2017). Апаратура для контролю водневого брому та водню. Отримано з gasdetection.com.
2. Хімічні дані. (2016). Отримано з ВОДОРОГ БРОМИД, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Неорганічна хімія Академічна преса.
4. Бромід водню. (2016). Отримано з ChemicalBook.
5. Водень: бромід водню. (1993-2016). Отримано з WebElements.
6. Паспорт безпеки матеріалу Бромід водню. (2005, 9 жовтня). Отримано з sciencelab.com.
7. Національний центр біотехнологічної інформації. (S.F.). База даних PubChem Compound; CID = 260. Отримано з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair вкл. (2016, 17 жовтня). Бромистий водень, безводний Паспорт безпеки P-4605. Отримано з сайту praxair.com.
9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). бромистий водень. Отримано з сайту www.sdk.co.jp.