HIDROBROMO RŪGŠTIS (HBR): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, SUSIDARYMAS - CHEMIJA - 2024

Bromo vandenilio rūgšties yra neorganinis junginys yra vandeninis tirpalas dujų vadinamas vandenilio bromido. Jo cheminė formulė yra HBr, ir jį galima laikyti skirtingais lygiaverčiais būdais: kaip molekulinį hidridą arba vandenilio halogenidą vandenyje; tai yra hidracidas.

Cheminėse lygtyse jis turėtų būti parašytas kaip HBr (ac), tokiu būdu nurodant, kad tai yra vandenilio bromido rūgštis, o ne dujos. Ši rūgštis yra viena stipriausiai žinomų, dar labiau nei druskos rūgštis, HCl. Tai paaiškinama kovalentinio ryšio pobūdiu.

Šaltinis: KES47 per Vikipediją

Kodėl HBr yra tokia stipri rūgštis, o dar labiau ištirpsta vandenyje? Kadangi kovalentinis H-Br ryšys yra labai silpnas, dėl prasto H ir 4p Orbitalių sutapimo.

Tai nenuostabu, jei atidžiai pažvelgsite į viršutinį vaizdą, kuriame bromo atomas (rudas) yra daug didesnis nei vandenilio atomas (baltas).

Taigi dėl bet kokio sutrikimo H-Br jungtis nutrūksta, išlaisvinant H ⁺ joną . Taigi, brombo rūgštis yra Brönsto rūgštis, nes ji perduoda protonus arba vandenilio jonus. Jo koncentracija yra tokia, kad ji yra naudojama įvairių organobrominated junginių sintezės būdu (pavyzdžiui, 1-brom etano, CH ₃ CH ₂ Br).

Vandenilio bromido rūgštis yra po hidrojodingo, HI, viena iš stipriausių ir naudingiausių hidraktų, skirtų virškinti tam tikrus kietus mėginius.

Vandenilio bromido rūgšties struktūra

Paveikslėlyje parodyta H-Br struktūra, kurios savybės ir savybės, net ir dujos, yra glaudžiai susijusios su jo vandeniniais tirpalais. Štai kodėl kyla painiava dėl to, kuris iš dviejų junginių yra minėtas: HBr arba HBr (ac).

HBr (ac) struktūra skiriasi nuo HBr struktūros, nes dabar vandens molekulės sprendžia šią diatominę molekulę. Kai jis yra pakankamai arti, H ⁺ perkeliamas į H ₂ O molekulę, kaip parodyta šia chemine lygtimi:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Taigi hidrobromo rūgšties struktūrą sudaro Br ^- ir H ₃ O ⁺ jonai, sąveikaujantys elektrostatiškai. Dabar tai šiek tiek skiriasi nuo kovalentinės H-Br jungties.

Jo didelis rūgštingumas yra dėl to, kad didelių gabaritų Br ^- anijonas vos gali sąveikauti su H ₃ O ⁺ , be, kad galėtų užkirsti kelią jį perpylimo H ⁺ į kitą aplinkinių cheminės rūšys.

Rūgštingumas

Pavyzdžiui, Cl ^- ir F ^- nors jie nesudaro kovalentinių jungčių su H ₃ O ⁺ , jie gali sąveikauti kitus tarpmolekulinių jėgų, kaip antai vandenilio obligacijų (kurios tik F ^- yra gebantis priimti). Vandenilio jungtys F ^- -H-OH ₂ ⁺ "trukdo" H ⁺ donorystei .

Dėl šios priežasties vandenilio fluorido rūgštis, HF, yra silpnesnė rūgštis vandenyje nei vandenilio bromido rūgštis; nes joninės sąveikos Br ^- H ₃ O ⁺ neturi įtakos H ⁺ perdavimui .

Nors HBr (aq) yra vandens, jo elgesys galiausiai yra panašus į H-Br molekulės elgesį; tai yra, pasitelkiant H ⁺ yra perkeliamas iš HBr arba Br ^- H ₃ O ⁺ .

Fizinės ir cheminės savybės

Molekulinė formulė

HBr.

Molekulinė masė

80,972 g / mol. Atminkite, kad, kaip minėta ankstesniame skyriuje, laikoma tik HBr, o ne vandens molekulė. Jei molekulinė masė būtų paimta iš formulės Br ^- H ₃ O ^{+, jos} vertė būtų maždaug 99 g / mol.

Fizinė išvaizda

Bespalvis arba šviesiai geltonas skystis, kuris priklausys nuo ištirpusio HBr koncentracijos. Kuo geltonesnis, tuo labiau koncentruotas ir pavojingas.

Kvapas

Ūmus, dirginantis.

Kvapo slenkstis

6,67 mg / m ³ .

Tankis

1,49 g / cm ³ (48% m / m vandeninis tirpalas). Ši vertė, kaip ir lydymosi bei virimo taškai, priklauso nuo vandenyje ištirpinto HBr kiekio.

Lydymosi temperatūra

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49% m / m vandeninis tirpalas).

Virimo taškas

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) esant 700 mmHg (47–49% m / m vandeninis tirpalas).

Tirpumas vandenyje

-221 g / 100 ml (esant 0 ° C).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Šios vertės yra susijusios su dujine HBr, o ne su vandenilio bromo rūgštimi. Kaip matyti, kylant temperatūrai, HBr tirpumas mažėja; natūralus elgesys su dujomis. Taigi, jei reikalingi koncentruoti HBr (aq) tirpalai, geriau su jais dirbti žemoje temperatūroje.

Dirbant aukštoje temperatūroje, HBr išeis dujinių diatominių molekulių pavidalu, todėl reaktorius turi būti sandarus, kad būtų išvengta jo nutekėjimo.

Garų tankis

2,71 (oro atžvilgiu = 1).

Rūgštingumas pKa

-9,0. Ši neigiama konstanta rodo jos didelį rūgštingumą.

Kalorijų talpa

29,1 kJ / mol.

Standartinė molinė entalpija

198,7 kJ / mol (298 K).

Standartinė molinė entropija

-36,3 kJ / mol.

užsidegimo vieta

Nedegus.

Nomenklatūra

Jo pavadinimas „brombo bromido rūgštis“ sujungia du faktus: vandens buvimą, o bromo junginio valentingumas yra -1. Anglų kalba tai šiek tiek aiškiau: hidrobromo rūgštis, kur priešdėlis „hidro“ (arba hidro) reiškia vandenį; nors iš tikrųjų tai taip pat gali reikšti vandenilį.

Bromo valentingumas yra -1, nes jis yra prijungtas prie vandenilio atomo, mažiau elektroneigiamo nei jis; bet jei jis būtų surištas arba sąveikautų su deguonies atomais, jis gali turėti daugybę valentų, tokių kaip: +2, +3, +5 ir +7. Naudodamas H, jis gali priimti tik vieną valentę, todėl prie jo pavadinimo pridedama priesaga -ico.

Kadangi HBr (g), vandenilio bromidas, yra bevandenis; tai yra, neturi vandens. Todėl jis vadinamas kitais nomenklatūros standartais, atitinkančiais vandenilio halogenidus.

Kaip ji formuojama?

Yra keli sintetiniai vandenilio bromido rūgšties paruošimo būdai. Kai kurie iš jų yra:

Vandenilio ir bromo mišinys vandenyje

Neapibūdindamas techninių detalių, šios rūgšties galima gauti tiesiogiai sumaišius vandenilį ir bromą reaktoriuje, užpildytame vandeniu.

H ₂ + Br ₂ => HBr

Tokiu būdu, susidarius HBr, jis ištirpsta vandenyje; tai gali jį ištraukti į distiliaciją, todėl gali būti išgaunami skirtingos koncentracijos tirpalai. Vandenilis yra dujos, o bromas yra tamsiai rausvas skystis.

Fosforo tribromidas

Sudėtingesniame procese smėlis, hidratuotas raudonasis fosforas ir bromas yra sumaišomi. Vandens gaudyklės dedamos į ledo vonias, kad HBr nepatektų ir susidarytų vandenilio bromo rūgštis. Reakcijos yra:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Sieros dioksidas ir bromas

Kitas jo paruošimo būdas yra bromo reakcija su sieros dioksidu vandenyje:

Br ₂ + SO ₂ + 2H ₂ O => 2HBr + H ₂ SO ₄

Tai yra redokso reakcija. Br ₂ redukuojamas, įgydamas elektronus, jungdamasis su vandeniliais; Nors SO ₂ oksiduojasi, jis praranda elektronus, kai sudaro daugiau kovalentinių ryšių su kitais deguonimis, pavyzdžiui, sieros rūgštyje.

Programos

Bromido paruošimas

Bromido druskos gali būti gaunamos reaguojant HBr (aq) su metalo hidroksidu. Pavyzdžiui, laikoma, kad gaminamas kalcio bromidas:

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CaBr ₂ + H ₂ O

Kitas natrio bromido pavyzdys:

NaOH + HBr => nábr + H ₂ O

Taigi galima paruošti daugelį neorganinių bromidų.

Alkilhalogenidų sintezė

O kaip su organiniais bromidais? Tai yra bromuoti organiniai junginiai: RBr arba ArBr.

Alkoholių dehidracija

Žaliava jiems gauti gali būti alkoholiai. Kai juos protonuoja HBr rūgštingumas, jie sudaro vandenį, kuris yra gera išeinanti grupė, o jo vietoje yra gabaritinis Br atomas, kuris kovalentiškai prisijungs prie anglies:

ROH + HBr => RBR + H ₂ O

Ši dehidracija atliekama aukštesnėje nei 100 ° C temperatūroje, kad būtų lengviau nutraukti R-OH ₂ ⁺ ryšį .

Papildymas alkenais ir alkinais

HBr molekulę iš savo vandeninio tirpalo galima pridėti prie dvigubo ar trigubo alkeno arba alkino jungčių:

R ₂ , C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Galima gauti įvairių produktų, tačiau paprastomis sąlygomis produktas pirmiausia susidaro ten, kur bromas yra prijungtas prie antrinės, tretinės ar ketvirtinės anglies (Markovnikovo taisyklė).

Šie halogenidai dalyvauja kitų organinių junginių sintezėje, todėl jų naudojimo sritis yra labai plati. Panašiai kai kurie iš jų netgi gali būti naudojami sintezuojant ar kuriant naujus vaistus.

Eterių skaidymas

Iš eterių galima vienu metu gauti du alkilhalogenidus, kurių kiekvienas turi vieną iš pradinio eterio RO-R ’šoninių R arba R’. Įvyksta kažkas panašaus į alkoholių dehidrataciją, tačiau jų reakcijos mechanizmas yra skirtingas.

Reakciją galima apibūdinti tokia chemine lygtimi:

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

Ir vanduo taip pat išleidžiamas.

Katalizatorius

Jo rūgštingumas yra toks, kad jį galima naudoti kaip veiksmingą rūgšties katalizatorių. Užuot pridėjęs Br ^- anijoną prie molekulinės struktūros, jis leidžia tai padaryti kitai molekulei.

Nuorodos

1. Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. Aminai. (10 ^-asis leidimas). „Wiley Plus“.
2. Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
3. Stevenas A. Hardingeris. (2017). Iliustruotas organinės chemijos žodynėlis: hidrobromo rūgštis. Atkurta iš: chem.ucla.edu
4. Vikipedija. (2018 m.). Hidrobromo rūgštis. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. „PubChem“. (2018 m.). Hidrobromo rūgštis. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Nacionalinis darbo saugos ir higienos institutas. (2011). Vandenilio bromidas . Išieškota iš: insht.es
7. „PrepChem“. (2016). Vandenilio bromido rūgšties paruošimas. Atkurta iš: prepchem.com