Hydrogenbromid (HBr) Egenskaber, syntese og anvendelser



den hydrogenbromid, En kemisk forbindelse med formlen HBr er et diatomisk molekyle med en kovalent binding. Forbindelsen klassificeres som et hydrogenhalogenid, der er en farveløs gas, der ved opløsning i vand danner hydrogenbromidsyre, der mætter ved 68,85% vægt / vægt ved stuetemperatur.

Vandige opløsninger ved 47,6% vægt / vægt danner en konstant kogende azeotrop blanding, der koger ved 124,3 grader celsius. De mindre koncentrerede kogende opløsninger frigiver H2O, indtil sammensætningen af ​​den konstante kogende azeotropiske blanding er nået.

indeks

  • 1 Fysiske og kemiske egenskaber
  • 2 Reaktivitet og farer
  • 3 Håndtering og opbevaring          
  • 4 Syntese
  • 5 anvendelser
  • 6 referencer

Fysiske og kemiske egenskaber

Brintbromid er en farveløs gas ved stuetemperatur med en sur og irriterende lugt. Forbindelsen er stabil, men mørkere lidt efter lidt, når den udsættes for luft eller lys som illustreret i figur 2 (National Center for Biotechnology Information, S.F.).

Den har en molekylvægt på 80,91 g / mol og en densitet på 3,307 g / l, hvilket gør det tyngre end luft. Gassen kondenserer, hvilket giver en farveløs væske med et kogepunkt på -66,73 grader Celsius..

Ved fortsat at afkøle størkner væsken hvide krystaller, hvis smeltepunkt er -86,82 grader Celsius med en densitet på 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Udseendet af disse krystaller er illustreret i figur 3.

Bindingsafstanden mellem brom og hydrogen er 1.414 Ångstrøm, og dissociationenergien er 362,5 kJ / mol.

Hydrogenbromid er mere opløseligt i vand end hydrogenchlorid og kan opløse 221 g i 100 ml vand ved 0 grader Celsius, hvilket svarer til et volumen på 612 liter af denne gas for hver liter vand. Det er også opløseligt i alkohol og andre organiske opløsningsmidler.

I vandig opløsning (brombrintesyre) er de sure egenskaber af HBr dominerende (som i tilfælde af HF og HCI), og i hydrogen-halogenbindingen er den svagere i tilfælde af hydrogenbromid end i hydrogenchlorid.

Hvis der følges chlor via hydrogenbromid, observeres dannelsen af ​​brune dampe, som er karakteristiske for molekylær brom. Den reaktion, der forklarer det, er følgende:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Dette er tegn på, at hydrogenbromid er et stærkere reduktionsmiddel end hydrogenchlorid, og at hydrogenchlorid er et bedre oxiderende middel.

Brintbromid er en stærk vandfri syre (uden vand). Reagerer hurtigt og eksotermt med baser af alle typer (herunder aminer og amider).

Reagerer eksotermt med carbonater (herunder kalksten og byggematerialer indeholdende kalksten) og hydrogencarbonater til dannelse af carbondioxid.

Reagerer med sulfider, carbider, borider og phosphider til dannelse af giftige eller brandfarlige gasser.

Reagerer med mange metaller (herunder aluminium, zink, calcium, magnesium, jern, tin og alle alkalimetaller) til dannelse af brandfarlig hydrogengas.

Reagere voldsomt med:

  • eddikesyreanhydrid
  • 2-aminoethanol
  • ammoniumhydroxid
  • calciumphosphid
  • chlorsulfonsyre
  • 1,1-difluorethylen
  • ethylendiamin
  • ethylenimin
  • brændende svovlsyre
  • perchlorinsyre
  • b-propiolacton
  • propylenoxid
  • sølvperchlorat
  • Uranphosphid (IV)
  • vinylacetat
  • calciumcarbid
  • rubidiumcarbid
  • cæsiumacetylid
  • rubidiumacetylid
  • magnesiumborid
  • kviksølvsulfat (II)
  • calciumphosphid
  • calciumcarbid (kemisk datablad, 2016).

Reaktivitet og farer

Brintbromid er klassificeret som et ætsende og irriterende stof. Det er ekstremt farligt ved hudkontakt (irriterende og ætsende) og øjne (irriterende) og i tilfælde af indtagelse og indånding (lungeirriterende).

Forbindelsen opbevares i trykbeholdere af flydende gas. Langvarig eksponering for ild eller intens varme kan resultere i voldsomme brud på trykbeholderen, som kan skyde ud for at frigøre irriterende giftige dampe.

Langvarig eksponering for lave koncentrationer eller kortvarig eksponering for høje koncentrationer kan medføre negative sundhedsvirkninger på grund af indånding.

Den termiske nedbrydning af vandfrit hydrogenbromid frembringer giftige bromgasser. Det kan blive brændbart, hvis det reagerer ved at frigive hydrogen. I kontakt med cyanid produceres giftige gasser af hydrogencyanid.

Indånding forårsager alvorlig irritation i næse og øvre luftveje, hvilket kan forårsage lungeskade.

Indtagelse forårsager forbrændinger i munden og maven. Øjenkontakt forårsager alvorlig irritation og forbrændinger. Kontakt med huden forårsager irritation og forbrændinger.

Hvis dette kemikalie i opløsning kommer i kontakt med øjnene, skal de vaskes straks med store mængder vand, lejlighedsvis løfte det nedre og øvre øjenlåg.

Kontaktlinser bør ikke bæres ved arbejde med dette kemikalie. Hvis øjet væv er frosset, skal du søge omgående lægehjælp.

Hvis vævet ikke er frosset, skyll øjnene straks og fuldstændigt med store mængder vand i mindst 15 minutter, lejlighedsvis løfte det nedre og øvre øjenlåg.

Hvis irritation, smerte, hævelse eller rive vedvarer, få lægehjælp så hurtigt som muligt.

Hvis dette kemikalie i opløsning kommer i kontakt med huden og ikke forårsager frysning, skal du straks skylle huden forurenet med vand.

Hvis dette kemikalie trænger ind i tøjet, skal du straks fjerne tøjet og vaske huden med vand.

Hvis der opstår frostskader, kontakt omgående lægehjælp. Gnid ikke på berørte områder eller skyll med vand. For at undgå yderligere vævsskade må man ikke prøve at fjerne frosne tøj fra områder med frost..

Hvis store mængder af dette kemikalie indåndes, skal den udsatte person straks flyttes til frisk luft. Hvis vejrtrækningen er stoppet, udfør mund-til-mund-genoplivning. Ofret skal holdes varmt og i ro, ud over at forsøge at få lægehjælp så hurtigt som muligt.

Hvis dette kemikalie i opløsning er blevet slukket, kontakt omgående lægehjælp

Håndtering og opbevaring          

Hydrogenbromidcylindre skal opbevares på et køligt og godt ventileret sted. Dens håndtering skal være med tilstrækkelig ventilation. Den bør kun opbevares, når temperaturen ikke overstiger 52 grader Celsius.

Beholderne skal være fastgjort i lodret stilling for at forhindre, at de falder eller bliver ramt. Desuden skal ventilens beskyttelsesdæksel, hvis den er forsynet, monteres fast med hånden, samt opbevare hele og tomme beholdere separat (praxair inc., 2016).

Ved håndtering af produktet under tryk skal korrekt udformede rør og udstyr anvendes til at modstå de påvirkede tryk. Aldrig arbejde i et tryksystem og brug en returstrømforebyggelsesanordning i rørledningen. Gasser kan forårsage hurtig kvælning på grund af iltmangel.

Opbevaring og brug med tilstrækkelig ventilation er vigtigt. Hvis der opstår en lækage, skal du lukke beholderventilen og slukke for systemet på en sikker og miljømæssig korrekt måde. Derefter repareres lækagen. Placer aldrig en beholder, hvor den kan være en del af et elektrisk kredsløb.

Lædersikkerhedshandsker og sko skal bæres ved håndtering af cylindre. Disse skal beskyttes, og for at gøre dette skal du undgå at trække, rulle eller glide dem.

Når cylinderen flyttes, skal det aftagelige ventildæksel altid holdes på plads. Forsøg aldrig at løfte en cylinder ved dækslet, som kun er beregnet til at beskytte ventilen.

Når du flytter cylindrene, selv for korte afstande, skal du bruge en vogn (vogn, håndvogn osv.) Beregnet til transport af cylindre.

En genstand (f.eks. Skruenøgle, skruetrækker, pry bar) må aldrig indsættes i åbningerne i låget, da det kan skade ventilen og forårsage lækage.

En justerbar remnøgle bruges til at fjerne dæksler, der er for stramme eller rustne. Ventilen skal åbne langsomt, og hvis dette ikke er muligt, bør du stoppe med at bruge og kontakte din leverandør. Selvfølgelig skal beholderventilen være lukket efter hver brug.

Denne beholder skal holdes lukket, selvom den er tom. Placer aldrig en flamme eller lokaliseret varme direkte på nogen del af beholderen. Høje temperaturer kan beskadige beholderen og forårsage, at trykaflastningsanordningen fejler for tidligt, udluftning af beholderens indhold (praxair inc., 2016).

syntese

Gasformigt hydrogenbromid kan fremstilles i laboratoriet ved bromering af tetralin (1, 2, 3, 4-tetrahydronaphthalen). Ulempen er, at halvdelen af ​​brom er tabt. Udbyttet er ca. 94%, eller hvad er det samme, 47% af bromenderne som HBr.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8br4 + 4 HBr

Hydrogenbromidgas kan også syntetiseres i laboratoriet ved reaktion af koncentreret svovlsyre på natriumbromid.

NaBr (s) + H2SW4 → HBr (g) + NaHSO4

Ulempen ved denne metode er, at meget af produktet går tabt ved oxidation med overskud af svovlsyre til dannelse af brom og svovldioxid.

2 HBr + H2SW4 → Br2 + SW2 + 2 H2O

Hydrogenbromid kan fremstilles i laboratoriet ved reaktion mellem renset hydrogengas og brom. Dette katalyseres af platinasbest og udføres i et kvartsrør ved 250 ° C.

br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Lille vandfrit hydrogenbromid kan også fremstilles ved termolyse af triphenylphosphoniumbromid i tilbagesvaling xylen.

HBr kan opnås ved den røde fosfor metode. For det første tilsættes det røde phosphor i vandreaktoren, og derefter langsomt vil brom under omrøring og reaktionen af ​​brombrintesyre og phosphorsyre ved sedimentering, filtrering og den opnåede destillation være brombrintesyre.

P4+6 Br2+12 H2O → 12 HBr + 4 H3PO3

Hydrogenbromid fremstillet ved de ovennævnte fremgangsmåder kan være forurenet med Br2, som kan fjernes ved at passere gassen gennem en opløsning af phenol i tetrachlormethan eller et andet egnet opløsningsmiddel ved stuetemperatur, hvilket frembringer 2,4,6-tribromphenol og derved frembringer mere HBr.

Denne proces kan også udføres gennem kobberchips eller kobbergas ved høj temperatur (hydrogen: hydrogenbromid, 1993-2016).

applikationer

HBr anvendes til fremstilling af organiske bromider, såsom methylbromid, bromethan, etc., og uorganiske stoffer, såsom natriumbromid, kaliumbromid, lithiumbromid og calciumbromid mv..

Det bruges også i fotografiske og farmaceutiske anvendelser eller til syntese af sedativer og anæstetika. Derudover anvendes den i industrieltørring, tekstilbehandling, belægningsmidler, overfladebehandling og brandsikringsmidler.

Forbindelsen anvendes også til at ætse polysiliciumplader til fremstilling af computerchips (Interscan Corporation, 2017).

Brintbromid er et godt opløsningsmiddel til nogle metalliske mineraler, der anvendes til raffinering af metaller med høj renhed.

I petroleumsindustrien anvendes den som en adskillelse af alkoxy- og phenoxyforbindelser og en katalysator til oxidation af cykliske carbonhydrider og carbonhydrider i kæde til ketoner, syre eller peroxid. Det bruges også i syntetiske farvestoffer og krydderier.

En HBr-gas af høj kvalitet bruges til at brænde og rengøre halvlederråmaterialet (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Forbindelsen anvendes som et analytisk reagens til bestemmelse af svovl, selen, vismut, zink og jern. Til separation af tin fra arsen og antimon. Det er en alkyleringskatalysator og reduktionsmiddel anvendt i organisk syntese.

Hydrogenbromid kan anvendes til fremstilling af brombrintesyre. Brombrintesyre er en meget stærk mineralsyre, stærkere end saltsyre.

HBr er yderst reaktivt og ætsende for de fleste metaller. Syre er et almindeligt reagens i organisk kemi, der anvendes til oxidation og katalyse. Det er også effektivt ved udvinding af visse metalliske mineraler (hydrogenbromid, 2016).

referencer

  1. Interscan Corporation. (2017). Hydrogenbromid- og hydrogenbromidovervågningsinstrumentation. Hentet fra gasdetection.com.
  2. Kemisk datablad. (2016). Hentet fra HYDROGENBROMID, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Uorganisk kemi Akademisk presse.
  4. Hydrogenbromid. (2016). Hentet fra ChemicalBook.
  5. Hydrogen: hydrogenbromid. (1993-2016). Hentet fra WebElements.
  6. Sikkerhedsdatablad Hydrogenbromid. (2005, oktober 9). Hentet fra sciencelab.com.
  7. National Center for Bioteknologi Information. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 260. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxair inc. (2016, oktober 17). Hydrogenbromid, vandfrit Sikkerhedsdatablad P-4605. Hentet fra praxair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (N.D.). hydrogenbromid. Hentet fra www.sdk.co.jp.