Χαρακτηριστικά, Σύνθεση και Χρήσεις Βρωμιούχου Υδρογόνου (HBr)



Το βρωμιούχο υδρογόνο, Μια χημική ένωση του τύπου HBr, είναι ένα διατομικό μόριο με ομοιοπολικό δεσμό. Η ένωση ταξινομείται ως ένα αλογονίδιο υδρογόνου, με ένα άχρωμο αέριο ότι όταν διαλύεται στο νερό σχηματίζει ένα κορεσμό υδροβρωμικού οξέος 68.85% w / w σε θερμοκρασία δωματίου.

Υδατικά διαλύματα σε 47,6% β / β σχηματίζουν ένα σταθερό ζέον αζεοτροπικό μείγμα που βράζει στους 124,3 βαθμούς Κελσίου. Τα λιγότερο συγκεντρωμένα, ζέοντα διαλύματα απελευθερώνουν Η2Ο μέχρις ότου επιτευχθεί η σύνθεση του μίγματος αζεοτροπικού σταθερού ζέσεως.

Ευρετήριο

  • 1 Φυσικές και χημικές ιδιότητες
  • 2 Δραστικότητα και κίνδυνοι
  • 3 Χειρισμός και αποθήκευση          
  • 4 Σύνθεση
  • 5 Χρήσεις
  • 6 Αναφορές

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το βρωμιούχο υδρογόνο είναι ένα άχρωμο αέριο σε θερμοκρασία δωματίου με ξινή και ερεθιστική οσμή. Η ένωση είναι σταθερή, αλλά σκουραίνει λίγο-λίγο όταν εκτίθεται στον αέρα ή στο φως όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 2 (Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών, S.F.).

Έχει μοριακό βάρος 80,91 g / mol και πυκνότητα 3,307 g / L, γεγονός που το καθιστά βαρύτερο από τον αέρα. Το αέριο συμπυκνώνεται παράγοντας ένα άχρωμο υγρό με σημείο βρασμού -66,73 βαθμούς Κελσίου..

Μετά από περαιτέρω ψύξη, το υγρό στερεοποιείται αποδίδοντας λευκούς κρυστάλλους, του οποίου το σημείο τήξεως είναι -86.82 βαθμούς Κελσίου με πυκνότητα 2.603 g / ml (Egon Wiberg, 2001). Η εμφάνιση αυτών των κρυστάλλων απεικονίζεται στο σχήμα 3.

Η απόσταση δέσμευσης μεταξύ βρωμίου και υδρογόνου είναι 1.414 angstrom και η ενέργεια αποσύνδεσής της είναι 362.5 kJ / mol.

Υδροβρώμιο είναι περισσότερο διαλυτό στο νερό από ό, τι υδροχλωρίου, μπορεί να διαλυθεί 221 g σε 100 ml νερού στους 0 βαθμούς Κελσίου, που ισοδυναμεί με έναν όγκο 612 λίτρα αυτού του αερίου ανά λίτρο νερού. Είναι επίσης διαλυτό σε αλκοόλη και άλλους οργανικούς διαλύτες.

Στο (υδροβρωμικό οξύ) υδατικό διάλυμα οι όξινες ιδιότητες της HBr είναι κυρίαρχη, (όπως HF και HCl), και ο δεσμός μεταξύ υδρογόνου και αλογόνο, είναι ασθενέστερη στην περίπτωση υδροβρωμίου σε υδροχλώριο.

Επομένως, αν το χλώριο διέρχεται από υδροβρώμιο, παρατηρείται ο σχηματισμός καφέ ατμών χαρακτηριστικών του μοριακού βρωμίου. Η αντίδραση που εξηγεί είναι τα εξής:

2HBr + Cl2 -> 2HCl + Br2

Αυτό είναι ενδεικτικό ότι το υδροβρώμιο είναι ισχυρότερο αναγωγικό μέσο από το υδροχλώριο και ότι το υδροχλώριο είναι καλύτερο οξειδωτικό μέσο.

Το βρωμιούχο υδρογόνο είναι ένα ισχυρό άνυδρο οξύ (χωρίς νερό). Αντιδρά γρήγορα και εξωθερμικά με βάσεις όλων των τύπων (συμπεριλαμβανομένων αμίνων και αμιδίων).

Αντιδρά εξωθερμικά με ανθρακικά άλατα (συμπεριλαμβανομένων ασβεστόλιθου και δομικών υλικών που περιέχουν ασβεστόλιθο) και ανθρακικά άλατα για τη δημιουργία διοξειδίου του άνθρακα.

Αντιδρά με σουλφίδια, καρβίδια, βορίδια και φωσφίδια για τη δημιουργία τοξικών ή εύφλεκτων αερίων.

Αντιδρά με πολλά μέταλλα (συμπεριλαμβανομένου του αλουμινίου, ψευδαργύρου, ασβεστίου, μαγνησίου, σιδήρου, κασσίτερου και όλων των αλκαλικών μετάλλων) για τη δημιουργία εύφλεκτου αερίου υδρογόνου.

Απαντήστε βίαια με:

  • οξικού ανυδρίτη
  • 2-αμινοαιθανόλη
  • υδροξειδίου του αμμωνίου
  • φωσφίδιο του ασβεστίου
  • χλωροσουλφονικό οξύ
  • 1,1-διφθοροαιθυλένιο
  • αιθυλενοδιαμίνη
  • αιθυλενοϊμίνη
  • ατμίζον θειικό οξύ
  • υπερχλωρικό οξύ
  • β-προπιολακτόνη
  • προπυλενοξείδιο
  • υπερχλωρικό άργυρο
  • Φωσφίδιο του ουρανίου (IV)
  • οξικό βινυλεστέρα
  • καρβίδιο ασβεστίου
  • καρβίδιο του ρουβιδίου
  • ακετυλιούχο καίσιο
  • ακετυλιούχο ρουβίδιο
  • το βορίδιο του μαγνησίου
  • θειικό υδράργυρο (II)
  • φωσφίδιο του ασβεστίου
  • καρβίδιο ασβεστίου (Χημικό δελτίο δεδομένων, 2016).

Δραστικότητα και κίνδυνοι

Το βρωμιούχο υδρογόνο ταξινομείται ως διαβρωτική και ερεθιστική ένωση. Είναι εξαιρετικά επικίνδυνο σε περίπτωση επαφής με το δέρμα (ερεθιστικό και διαβρωτικό) και των οφθαλμών (ερεθιστικό) και σε περιπτώσεις κατάποσης και εισπνοής (ερεθιστικό του πνεύμονα).

Η ένωση αποθηκεύεται σε δοχεία υπό πίεση υγροποιημένου αερίου. Η παρατεταμένη έκθεση στη φωτιά ή σε έντονη θερμότητα μπορεί να οδηγήσει σε βίαιη θραύση του δοχείου υπό πίεση, το οποίο μπορεί να εκτοξευθεί με απελευθέρωση ερεθιστικών τοξικών ατμών.

Η παρατεταμένη έκθεση σε χαμηλές συγκεντρώσεις ή βραχυχρόνια έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία λόγω της εισπνοής.

Η θερμική αποσύνθεση του άνυδρου υδροβρωμίου παράγει τοξικά αέρια βρωμίου. Μπορεί να γίνει εύφλεκτο εάν αντιδρά με απελευθέρωση υδρογόνου. Σε επαφή με κυανιούχο παράγει τοξικά αέρια κυανιούχου υδρογόνου.

Η εισπνοή προκαλεί σοβαρό ερεθισμό της μύτης και της ανώτερης αναπνευστικής οδού, η οποία μπορεί να προκαλέσει τραυματισμό στον πνεύμονα.

Η κατάποση προκαλεί εγκαύματα στο στόμα και στο στομάχι. Η επαφή με τα μάτια προκαλεί σοβαρό ερεθισμό και εγκαύματα. Η επαφή με το δέρμα προκαλεί ερεθισμό και εγκαύματα.

Αν αυτή η χημική ουσία σε διάλυμα έρχεται σε επαφή με τα μάτια, θα πρέπει να πλυθούν αμέσως με μεγάλες ποσότητες νερού, μερικές φορές ανυψώνοντας το κάτω και το ανώτερο βλέφαρο.

Οι φακοί επαφής δεν πρέπει να φοριούνται όταν εργάζεστε με αυτό το χημικό προϊόν. Εάν ο οφθαλμικός ιστός είναι παγωμένος, θα πρέπει να αναζητήσετε άμεση ιατρική φροντίδα.

Αν ο ιστός δεν καταψυχθεί, ξεπλύνετε αμέσως και εντελώς τα μάτια με μεγάλες ποσότητες νερού για τουλάχιστον 15 λεπτά, σηκώνοντας ενίοτε το κάτω και το ανώτερο βλέφαρο.

Εάν ο ερεθισμός, ο πόνος, το πρήξιμο ή το σκίσιμο παραμείνουν, πάρτε την ιατρική φροντίδα το συντομότερο δυνατό.

Αν αυτή η χημική ουσία σε διάλυμα έλθει σε επαφή με το δέρμα και δεν προκαλέσει κατάψυξη, ξεπλύνετε αμέσως το δέρμα που έχει μολυνθεί με νερό.

Αν αυτή η χημική ουσία διαπερνά τα ρούχα, αφαιρέστε αμέσως τα ρούχα και πλύνετε το δέρμα με νερό.

Εάν παρουσιαστεί παγετό, ζητήστε αμέσως ιατρική βοήθεια. Μην τρίβετε τις προσβεβλημένες περιοχές ή ξεπλύνετε με νερό. Για να αποφύγετε περαιτέρω ζημιές στους ιστούς, μην προσπαθήσετε να αφαιρέσετε κατεψυγμένα ρούχα από περιοχές με παγετό..

Σε περίπτωση εισπνοής μεγάλων ποσοτήτων αυτού του χημικού, το εκτεθειμένο άτομο πρέπει να μεταφερθεί αμέσως στον καθαρό αέρα. Αν η αναπνοή έχει σταματήσει, εκτελέστε την αναζωογόνηση από το στόμα σε στόμα. Το θύμα θα πρέπει να διατηρείται ζεστό και σε κατάσταση ηρεμίας, εκτός από την προσπάθεια να πάρει την ιατρική φροντίδα το συντομότερο δυνατό.

Σε περίπτωση κατάποσης αυτής της χημικής ουσίας σε διάλυμα, πάρτε αμέσως ιατρική βοήθεια

Χειρισμός και αποθήκευση          

Οι φιάλες βρωμιούχου υδρογόνου θα πρέπει να αποθηκεύονται σε δροσερό και καλά αεριζόμενο χώρο. Ο χειρισμός του πρέπει να γίνεται με επαρκή εξαερισμό. Πρέπει να αποθηκεύεται μόνο όταν η θερμοκρασία δεν υπερβαίνει τους 52 βαθμούς Κελσίου.

Τα δοχεία πρέπει να είναι σταθερά στερεωμένα σε κατακόρυφη θέση για να μην πέσουν ή να χτυπήσουν. Επίσης, τοποθετήστε το προστατευτικό κάλυμμα της βαλβίδας, εάν παρέχεται, σταθερά στη θέση του με το χέρι και την αποθήκευση των πλήρων και κενών εμπορευματοκιβωτίων χωριστά (Praxair inc., 2016).

Όταν χειρίζεστε το προϊόν υπό πίεση, πρέπει να χρησιμοποιείτε κατάλληλα σχεδιασμένους σωλήνες και εξοπλισμό για να αντέχετε τις πιέσεις που αντιμετωπίζετε. Ποτέ μην εργάζεστε σε σύστημα υπό πίεση και χρησιμοποιείτε συσκευή πρόληψης ροής στη σωλήνωση. Τα αέρια μπορούν να προκαλέσουν ταχεία ασφυξία λόγω έλλειψης οξυγόνου.

Η αποθήκευση και η χρήση με επαρκή αερισμό είναι σημαντική. Εάν παρουσιαστεί διαρροή, κλείστε τη βαλβίδα του δοχείου και κλείστε το σύστημα με ασφαλή και περιβαλλοντικά ορθό τρόπο. Στη συνέχεια επισκευάστε τη διαρροή. Ποτέ μην τοποθετείτε ένα δοχείο όπου μπορεί να είναι μέρος ενός ηλεκτρικού κυκλώματος.

Τα γάντια και τα παπούτσια πρέπει να φοριούνται όταν χειρίζεστε κυλίνδρους. Αυτά πρέπει να προστατεύονται και για να το κάνετε αυτό πρέπει να αποφύγετε τη σύρσιμο, το στρίψιμο ή την ολίσθηση τους.

Κατά τη μετακίνηση του κυλίνδρου, το αφαιρούμενο κάλυμμα της βαλβίδας πρέπει πάντα να συγκρατείται στη θέση του. Ποτέ μην προσπαθείτε να σηκώσετε έναν κύλινδρο από το κάλυμμα του, το οποίο προορίζεται μόνο για την προστασία της βαλβίδας.

Κατά τη μετακίνηση των κυλίνδρων, ακόμη και σε μικρές αποστάσεις, χρησιμοποιήστε ένα καλάθι (καλάθι, χειροκίνητο όχημα κ.λπ.) που έχει σχεδιαστεί για τη μεταφορά κυλίνδρων.

Ποτέ εισάγετε ένα αντικείμενο (π.χ., γαλλικό κλειδί, κατσαβίδι, αποσφηνώσεως bar) στα ανοίγματα του καλύμματος, δεδομένου ότι αυτό μπορεί να βλάψει την βαλβίδα και να προκαλέσει μια διαρροή.

Χρησιμοποιείται ένα ρυθμιζόμενο κλειδί για να αφαιρέσετε τα καλύμματα που είναι πολύ σφιχτά ή σκουριασμένα. Η βαλβίδα πρέπει να ανοίγει αργά και αν αυτό είναι αδύνατο, θα πρέπει να σταματήσετε τη χρήση και να επικοινωνήσετε με τον προμηθευτή σας. Φυσικά, η βαλβίδα του δοχείου πρέπει να κλείσει μετά από κάθε χρήση.

Αυτός ο περιέκτης πρέπει να παραμένει κλειστός ακόμη και όταν είναι άδειος. Ποτέ μην τοποθετείτε φλόγα ή εντοπισμένη θερμότητα απευθείας σε οποιοδήποτε μέρος του δοχείου. Οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν ζημιά στο δοχείο και να προκαλέσουν την πρόωρη αποτυχία της συσκευής ανακούφισης της πίεσης, εξαερίζοντας το περιεχόμενο του δοχείου (Praxair inc., 2016).

Σύνθεση

Το αέριο βρωμιούχο αέριο μπορεί να παρασκευαστεί στο εργαστήριο με βρωμίωση της τετραλίνης (1,2,3,4-τετραϋδροναφθαλίνιο). Το μειονέκτημα είναι ότι το μισό βρώμιο χάνεται. Η απόδοση είναι περίπου 94%, ή ό, τι είναι το ίδιο, το 47% βρωμίου τελειώνει ως HBr.

Γ10H12 + 4 Br2 → C10H8Br4 + 4 HBr

Το αέριο υδροβρώμιο μπορεί επίσης να συντίθεται στο εργαστήριο με την αντίδραση πυκνού θειικού οξέος σε βρωμιούχο νάτριο.

NaBr (s) + Η2Έτσι4 → HBr (g) + NaHSO4

Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι μεγάλο μέρος του προϊόντος χάνεται με οξείδωση με περίσσεια θειικού οξέος για να σχηματίσει βρώμιο και διοξείδιο του θείου.

2 HBr + Η2Έτσι4 → Br2 + Έτσι2 + 2 Η2Ο

Το υδροβρώμιο μπορεί να παρασκευαστεί στο εργαστήριο με αντίδραση μεταξύ καθαρού αερίου υδρογόνου και βρωμίου. Αυτό καταλύεται από αμίαντο πλατίνας και εκτελείται σε σωλήνα χαλαζία στους 250 ° C.

Br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Το άνυδρο υδροβρώμιο μικρής κλίμακας μπορεί επίσης να παραχθεί με θερμόλυση βρωμιούχου τριφαινυλοφωσφονίου σε ξυλόλιο με αναρροή.

Το HBr μπορεί να ληφθεί με τη μέθοδο του κόκκινου φωσφόρου. Πρώτον, η ερυθρός φωσφόρος προστίθεται στο νερό αντιδραστήρα και στη συνέχεια, αργά, βρώμιο ανάδευση και η αντίδραση υδροβρωμικού οξέος και φωσφορώδους οξέος με καθίζηση, διήθηση και απόσταξη να ληφθεί υδροβρωμικό οξύ.

P4+6 Br2+12 Η2O → 12 HBr + 4 Η3PO3

Το υδροβρώμιο που παρασκευάζεται με τις παραπάνω μεθόδους μπορεί να μολυνθεί με Br2, που μπορούν να αφαιρεθούν με πέρασμα του αερίου διαμέσου ενός διαλύματος φαινόλης σε τετραχλωρομεθάνιο ή άλλο κατάλληλο διαλύτη σε θερμοκρασία δωματίου για να δώσει 2, 4, 6-τριβρωμοφαινόλης και δημιουργώντας έτσι περισσότερο HBr.

Αυτή η διαδικασία μπορεί επίσης να διεξαχθεί μέσω τσιπ χαλκού ή γάζας χαλκού σε υψηλή θερμοκρασία (Υδρογόνο: υδροβρώμιο, 1993-2016).

Χρησιμοποιεί

Το HBr χρησιμοποιείται στην παρασκευή οργανικών βρωμίδια όπως βρωμιούχο μεθύλιο, βρωμοαιθάνιο, κλπ, και ανόργανα, όπως βρωμιούχο νάτριο, βρωμιούχο κάλιο, βρωμιούχο λίθιο και βρωμιούχο ασβέστιο, κλπ.

Χρησιμοποιείται επίσης σε φωτογραφικές και φαρμακευτικές εφαρμογές ή για τη σύνθεση ηρεμιστικών και αναισθητικών. Επιπλέον, εφαρμόζεται σε βιομηχανική ξήρανση, φινίρισμα υφασμάτων, επιχρίσματα, επιφανειακή επεξεργασία και πυροπροστασία.

Η ένωση χρησιμοποιείται επίσης για τη χάραξη φύλλων πολυπυριτίου, για την κατασκευή τσιπ υπολογιστών (Interscan Corporation, 2017).

Το βρωμιούχο υδρογόνο είναι ένας καλός διαλύτης για μερικά μεταλλικά ορυκτά, που χρησιμοποιούνται στη βελτίωση των μετάλλων υψηλής καθαρότητας.

Στη βιομηχανία πετρελαίου, χρησιμοποιείται ως ο διαχωρισμός αλκοξυ και ενώσεις φαινοξυ, και καταλύτη για την οξείδωση των κυκλικών υδρογονανθράκων και κετόνες αλυσίδα υδρογονάνθρακα, οξύ ή υπεροξείδιο. Χρησιμοποιείται επίσης σε συνθετικές βαφές και μπαχαρικά.

Ένα υψηλής ποιότητας αέριο HBr χρησιμοποιείται για την καύση και καθαρισμό της πρώτης ύλης ημιαγωγών (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Η ένωση χρησιμοποιείται ως αναλυτικό αντιδραστήριο κατά τον προσδιορισμό του θείου, σεληνίου, βισμούθιο, ψευδάργυρο και σίδηρο., Για το διαχωρισμό αρσενικού και αντιμονίου-κασσιτέρου. Είναι ένας καταλύτης αλκυλίωσης και ένας αναγωγικός παράγοντας που χρησιμοποιείται στην οργανική σύνθεση.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί βρωμιούχο υδρογόνο για την παραγωγή υδροβρωμικού οξέος. Το υδροβρωμικό οξύ είναι ένα πολύ ισχυρό ανόργανο οξύ, ισχυρότερο από το υδροχλωρικό οξύ.

Το HBr είναι εξαιρετικά δραστικό και διαβρωτικό για τα περισσότερα μέταλλα. Το οξύ είναι ένα κοινό αντιδραστήριο στην οργανική χημεία, που χρησιμοποιείται για την οξείδωση και την κατάλυση. Είναι επίσης αποτελεσματικό στην εκχύλιση ορισμένων μεταλλικών ορυκτών (υδροβρωμίδιο, 2016).

Αναφορές

  1. Interscan Corporation. (2017). Βοηθητικά μέσα παρακολούθησης βρωμιούχου υδρογόνου και βρωμιούχου υδρογόνου. Ανακτήθηκε από gasdetection.com.
  2. Φύλλο χημικών ουσιών. (2016). Ανακτήθηκε από BROMIDE ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ, ΑΝΘΥΛΟΣ: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, Ν. W. (2001). Ανόργανη Χημεία Ακαδημαϊκός τύπος.
  4. Βρωμιούχο υδρογόνο. (2016). Ανακτήθηκε από το ChemicalBook.
  5. Υδρογόνο: υδροβρώμιο. (1993-2016). Ανακτήθηκε από το WebElements.
  6. Φύλλο δεδομένων ασφαλείας υλικού Υδρογονοβρωμίδιο. (2005, 9 Οκτωβρίου). Ανακτήθηκε από sciencelab.com.
  7. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών. (S.F.). Δημοσιευμένη βάση δεδομένων PubChem. CID = 260. Ανακτήθηκε από το pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxair inc. (2016, 17 Οκτωβρίου). Βρωμιούχο υδρογόνο, άνυδρο Φύλλο δεδομένων ασφαλείας P-4605. Ανακτήθηκε από το praxair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). βρωμιούχο υδρογόνο. Ανακτήθηκε από το www.sdk.co.jp.