VANDENILIO BROMIDAS (HBR): CHARAKTERISTIKOS, SINTEZĖ IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Vandenilis bromidas , kurio formulė HBr cheminės medžiagos junginys yra Dwuatomowy molekulė su kovalentinės jungties. Junginys klasifikuojamas kaip vandenilio halogenidas - bespalvės dujos, kurios, ištirpusios vandenyje, sudaro vandenilio bromido rūgštį, prisotinančią 68,85% m / p kambario temperatūroje.

Vandeniniai tirpalai, kurių masė 47,6% (masė), sudaro pastovų virimo azeotropinį mišinį, verdantį 124,3 laipsnių Celsijaus laipsnio. Mažiau koncentruoti verdantys tirpalai išskiria H2O, kol susidaro pastovaus virimo azeotropinio mišinio sudėtis.

1 paveikslas: Vandenilio bromido struktūra.

Fizinės ir cheminės savybės

Vandenilio bromidas yra bespalvės dujos kambario temperatūroje, turinčios rūgštų, dirginantį kvapą. Junginys yra stabilus, bet palaipsniui tamsėja, kai yra veikiamas oro ar šviesos, kaip parodyta 2 paveiksle (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, SF).

2 paveikslas: vandenilio bromido išvaizda.

Jo molekulinė masė yra 80,91 g / mol, o tankis - 3,307 g / L, todėl jis yra sunkesnis už orą. Dujos kondensuojasi ir gauna bespalvį skystį, kurio virimo temperatūra -66,73 laipsnių Celsijaus.

Toliau aušindamas skystis sukietėja ir gaunasi balti kristalai, kurių lydymosi temperatūra yra -86,82 laipsniai Celsijaus, o tankis 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Šių kristalų išvaizda parodyta 3 paveiksle.

3 paveikslas: vandenilio bromido išvaizda.

Ryšio atstumas tarp bromo ir vandenilio yra 1,414 angstromų, o jų disociacijos energija yra 362,5 kJ / mol.

Vandenilio bromidas geriau tirpsta vandenyje nei vandenilio chloridas, ir 221 g gali būti ištirpinta 100 ml vandens esant 0 laipsnių Celsijaus laipsniui, tai atitinka 612 litrų šių dujų tūrio kiekvienam vandens litrui. Jis taip pat tirpsta alkoholyje ir kituose organiniuose tirpikliuose.

Vandeniniame tirpale (brombo rūgštis) vyrauja rūgštinės HBr savybės (kaip yra HF ir HCl atveju), o jungtyje tarp vandenilio ir halogeno vandenilio bromidas yra silpnesnis nei vandenilio chloridas.

Taigi, jei chloras patenka per vandenilio bromidą, pastebimas rudųjų garų susidarymas, būdingas molekuliniam bromui. Tai paaiškinanti reakcija yra tokia:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Tai rodo, kad vandenilio bromidas yra stipresnis reduktorius nei vandenilio chloridas ir kad vandenilio chloridas yra geresnis oksidatorius.

Vandenilio bromidas yra stipri bevandenė rūgštis (be vandens). Greitai ir egzotermiškai reaguoja su visų rūšių bazėmis (įskaitant aminus ir amidus).

Egzotermiškai reaguoja su karbonatais (įskaitant kalkakmenį ir statybines medžiagas, kurių sudėtyje yra kalkakmenio) ir vandenilio karbonatais, kad susidarytų anglies dioksidas.

Reaguoja su sulfidais, karbidais, boridais ir fosfidais, sukurdamas degiąsias ar toksiškas dujas.

Reaguoja su daugeliu metalų (įskaitant aliuminį, cinką, kalcį, magnį, geležį, alavą ir visus šarminius metalus), sukurdamas degiąsias vandenilio dujas.

Reaguokite žiauriai su:

• acto anhidridas
• 2-aminoetanolis
• amonio hidroksidas
• kalcio fosfidas
• chlorosulfonrūgštis
• 1,1-difluoretilenas
• etilendiaminas
• etileniminas
• rūkstanti sieros rūgštis
• perchloro rūgštis
• b-propriolaktonas
• propileno oksidas
• sidabro perchloratas
• Urano (IV) fosfidas
• vinilo acetatas
• kalcio karbidas
• rubidžio karbidas
• cezio acetilidas
• rubidžio acetilidas
• magnio boridas
• gyvsidabrio (II) sulfatas
• kalcio fosfidas
• kalcio karbidas (cheminių duomenų lapas, 2016).

Reaktingumas ir pavojai

Vandenilio bromidas klasifikuojamas kaip ėsdinantis ir dirginantis junginys. Tai ypač pavojinga susilietus su oda (dirginanti ir ėsdinanti) ir akimis (dirginanti) bei nurijus ir įkvėpus (dirginanti plaučius).

Junginys laikomas slėginių suskystintų dujų talpyklose. Ilgalaikis ugnies arba stipraus karščio poveikis gali smarkiai pažeisti suslėgtą indą, kuris gali išsiskirti, išskirdamas dirginančius toksiškus garus.

Ilgalaikis mažų koncentracijų poveikis arba trumpalaikis didelių koncentracijų poveikis gali sukelti neigiamą poveikį sveikatai įkvėpus.

Dėl bevandenio vandenilio bromido terminio skilimo susidaro toksiškos bromo dujos. Jis gali tapti degus, jei reaguos išskirdamas vandenilį. Susilietęs su cianidu, jis išskiria toksiškas vandenilio cianido dujas.

Įkvėpus smarkiai dirginama nosis ir viršutiniai kvėpavimo takai, dėl ko gali būti sužaloti plaučiai.

Nurijimas sukelia burnos ir skrandžio nudegimus. Patekimas į akis sukelia stiprų sudirginimą ir nudegimus. Kontaktas su oda gali sudirginti ir nudeginti.

Jei tirpale esanti cheminė medžiaga liečiasi su akimis, jas reikia nedelsiant praplauti dideliu kiekiu vandens, retkarčiais pakeliant apatinius ir viršutinius vokus.

Kontaktinių lęšių negalima dėvėti dirbant su šia chemine medžiaga. Jei akių audinys užšalęs, nedelsdami kreipkitės į gydytoją.

Jei audinys neužšąla, nedelsdami ir kruopščiai praplaukite akis dideliu kiekiu vandens bent 15 minučių, retkarčiais pakeldami apatinį ir viršutinį dangčius.

Jei dirginimas, skausmas, patinimas ar ašarojimas išlieka, kuo greičiau kreipkitės į gydytoją.

Jei tirpale esanti cheminė medžiaga liečiasi su oda ir nesukelia nušalimo, užterštą odą nedelsdami nuplaukite vandeniu.

Jei ši cheminė medžiaga pateko ant drabužių, nedelsdami nusivilkite drabužius ir nuplaukite odą vandeniu.

Jei atsirado nušalimas, nedelsdami kreipkitės į gydytoją. Negalima trinti paveiktų vietų ar skalauti vandeniu. Norint išvengti tolesnio audinių apgadinimo, nereikėtų bandyti nušalusių drabužių nuimti nuo šalčio.

Įkvėpus didelį kiekį šios cheminės medžiagos, paveiktą asmenį reikia nedelsiant perkelti į gryną orą. Jei kvėpavimas sustojo, atlikite gaivinimą iš burnos į burną. Nukentėjusįjį reikia laikyti šiltai ir ramiai, kuo greičiau kreiptis į gydytoją.

Prarijus šią tirpalo cheminę medžiagą, nedelsdami kreipkitės į gydytoją.

Naudojimas ir sandėliavimas

Vandenilio bromido balionus reikia laikyti vėsioje, gerai vėdinamoje vietoje. Jį reikia vėdinti tinkamai. Jis turėtų būti laikomas tik tada, kai temperatūra neviršija 52 laipsnių Celsijaus.

Konteineriai turi būti tvirtai pritvirtinti vertikalioje padėtyje, kad jie nenukristų ar nesusidurtų. Taip pat tvirtai pritvirtinkite vožtuvo apsauginį dangtelį, jei jis yra, tvirtai ranka, taip pat atskirai laikykite pilnus ir tuščius konteinerius („praxair inc.“, 2016).

Dirbant su slėginiu gaminiu, reikia atlaikyti atsirandantį slėgį, naudojant tinkamai suprojektuotą vandentiekį ir įrangą. Niekada nedirbkite suslėgtoje sistemoje ir vamzdyne nenaudokite atbulinės eigos prevencijos įtaiso. Dujos gali greitai uždusti dėl deguonies trūkumo.

Svarbu laikyti ir naudoti esant tinkamai ventiliacijai. Jei nutekės, uždarykite rezervuaro vožtuvą ir saugiai bei aplinkai nekenksmingą sistemą uždarykite. Tada pašalinkite nuotėkį. Niekada nestatykite talpyklos ten, kur ji gali būti elektros grandinės dalis.

Dirbdami su balionais, mūvėkite odines pirštines ir tinkamus batus. Jie turi būti apsaugoti, todėl jų reikia vengti, vilkti, ridenti ar slysti.

Judant cilindrą, nuimamas vožtuvo dangtis visada turi būti laikomas. Niekada nemėginkite pakelti cilindro už dangtelio, kuris skirtas tik vožtuvo apsaugai.

Judindami cilindrus, net ir nedidelius atstumus, naudokite vežimėlį (vežimėlį, sunkvežimį ir kt.), Skirtą balionams gabenti.

Dalis (pvz., Veržliaraktis, atsuktuvas, dygliuotas strypas) niekada neturėtų būti įkišta į dangtelio angas, nes tai gali sugadinti vožtuvą ir sukelti nuotėkį.

Reguliuojamas dirželio veržliaraktis naudojamas norint nuimti dangtelius, kurie yra per ankšti arba rūdija. Vožtuvas turėtų atsidaryti lėtai ir, jei tai neįmanoma, nustokite jį naudoti ir susisiekite su tiekėju. Žinoma, konteinerio vožtuvas turi būti uždarytas po kiekvieno naudojimo.

Ši talpykla turi būti uždaryta net ir tuščia. Liepsna ar vietinis karštis niekada neturėtų būti tepami tiesiai į bet kurią talpyklos dalį. Aukšta temperatūra gali sugadinti talpyklą ir per anksti sugesti slėgio mažinimo įtaisui, ištuštinti talpyklos turinį („praxair inc.“, 2016).

Sintezė

Dujinis vandenilio bromidas gali būti gaminamas laboratorijoje brominant tetralinu (1,2,3,4-tetrahidronaftalenu). Neigiama yra tai, kad pusė bromo yra prarasta. Išeiga yra maždaug 94%, arba kas yra tas pats, 47% bromo baigiasi kaip HBr.

C ₁₀ H ₁₂ + 4 Br ₂ → C ₁₀ H ₈ Br ₄ + 4 HBr

Vandenilio bromido dujas taip pat galima sintetinti laboratorijoje, reaguojant koncentruotos sieros rūgšties su natrio bromidu.

Nábr (-ai) + H ₂ SO ₄ → HBr (g) + NaHSO ₄

Šio metodo trūkumas yra tas, kad didelė dalis produkto prarandama oksiduojant su sieros rūgšties pertekliumi, kad susidarytų bromas ir sieros dioksidas.

2 HBr + H ₂ SO ₄ → Br ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O

Vandenilio bromidą galima paruošti laboratorijoje reaguojant tarp išgrynintų vandenilio dujų ir bromo. Tai katalizuoja platinos asbestas ir atliekamas kvarco vamzdyje 250 ° C temperatūroje.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Bevandenis vandenilio bromidas taip pat gali būti gaunamas nedideliu mastu, termolizuojant trifenilfosfonio bromidą ksilene virimo temperatūroje.

HBr galima gauti raudonojo fosforo metodu. Pirmiausia į vandens reaktorių įpilamas raudonasis fosforas, o po to, lėtai maišant, bromas ir vandenilio bromo rūgšties ir fosforo rūgšties reakcija, nusodinant, filtruojant, o distiliacija bus vandenilio bromo rūgštis.

P ₄ +6 Br ₂ + 12 H ₂ O → 12 HBr + 4 H ₃ PO ₃

Aukščiau aprašytais būdais paruoštas vandenilio bromidas gali būti užterštas Br ₂ , kuris gali būti pašalintas praleidžiant dujas kambario temperatūroje per fenolio tirpalą tetrachlormetane ar kitame tinkamame tirpiklyje, gaunant 2, 4, 6-tribromfenolį ir tokiu būdu susidarant plius HBr.

Šis procesas taip pat gali būti atliekamas per aukštos temperatūros vario drožles arba varinę marlę (Vandenilis: vandenilio bromidas, 1993–2016).

Programos

HBr naudojamas gaminant organinius bromidus, tokius kaip metilbromidas, brometanas ir kt., Ir neorganinius, tokius kaip natrio bromidas, kalio bromidas, ličio bromidas ir kalcio bromidas ir kt.

Jis taip pat naudojamas fotografijoje ir farmacijoje arba raminamųjų ir anestetikų sintezei. Be to, jis naudojamas pramoniniam džiovinimui, tekstilės apdailai, dengimo priemonėms, paviršiaus apdorojimo priemonėms ir ugniai atsparioms medžiagoms.

Junginys taip pat naudojamas polisilicio silicio lakštams ėsdinti, kompiuterinių lustų gamybai (Interscan Corporation, 2017).

Vandenilio bromidas yra geras kai kurių metalų mineralų tirpiklis, naudojamas rafinuojant labai grynus metalus.

Naftos pramonėje jis naudojamas kaip alkoksi ir fenoksi junginių atskyrimas ir ciklinių angliavandenilių ir grandinės angliavandenilių oksidacijos į ketonus, rūgštis arba peroksidą katalizatorius. Jis taip pat naudojamas sintetiniuose dažikliuose ir prieskoniuose.

Aukštos kokybės dujos iš HBr naudojamos puslaidininkinių žaliavų ėsdinimui ir valymui (SHOWA DENKO KK, nd).

Junginys naudojamas kaip analitinis reagentas nustatant sieros, seleno, bismuto, cinko ir geležies kiekį, siekiant atskirti alavą nuo arseno ir stibio. Tai alkilinimo katalizatorius ir reduktorius, naudojamas organinėje sintezėje.

Vandenilio bromidas gali būti naudojamas vandenilio bromido rūgščiai gaminti. Vandenilio bromido rūgštis yra labai stipri mineralinė rūgštis, stipresnė už druskos rūgštį.

HBr yra labai reaktyvus ir ėsdinantis daugumą metalų. Rūgštis yra įprastas reagentas organinėje chemijoje, naudojamas oksidacijai ir katalizei. Jis taip pat veiksmingas ekstrahuojant tam tikrus metalinius mineralus (vandenilio bromidas, 2016).

Nuorodos

1. „Interscan“ korporacija. (2017). Vandenilio bromido ir vandenilio bromido stebėjimo prietaisai. Gauta iš gasdetection.com.
2. Cheminių duomenų lapas. (2016). Gauta iš VENGENINIO BROMIDO, ANTIDRODŽIO: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egonas Wibergas, NW (2001). Neorganinė chemija. Akademinė spauda.
4. Vandenilio bromidas. (2016). Gauta iš „ChemicalBook“.
5. Vandenilis: vandenilio bromidas. (1993–2016 m.). Gauta iš „WebElements“.
6. Medžiagos saugos duomenų lapas Vandenilio bromidas. (2005 m. Spalio 9 d.). Gauta iš mokslolab.com.
7. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (SF). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 260. Gauta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. „praxair inc.“ (2016 m. Spalio 17 d.). Vandenilio bromidas, bevandenis saugos duomenų lapas P-4605. Gauta iš praxair.com.
9. SHOWA DENKO KK (antra). vandenilio bromidas. Gauta iš www.sdk.co.jp.