Vesinikbromiidi (HBr) omadused, süntees ja kasutusalad



The vesinikbromiid, Keemiline ühend valemiga HBr on kovalentset sidet sisaldav diatomiline molekul. Ühend klassifitseeritakse vesinikhalogeniidiks, olles värvitu gaas, mis vees lahustamisel moodustab vesinikbromiidhappe küllastumise 68,85% w / w toatemperatuuril..

Vesilahused 47,6% w / w moodustavad konstantse keeva aseotroopse segu, mis keeb temperatuuril 124,3 ° C. Vähem kontsentreeritud keeva lahused vabastavad H2O, kuni saavutatakse konstantse keeva aseotroopse segu koostis.

Indeks

  • 1 Füüsikalised ja keemilised omadused
  • 2 Reaktiivsus ja ohud
  • 3 Käitlemine ja ladustamine          
  • 4 Süntees
  • 5 Kasutamine
  • 6 Viited

Füüsikalised ja keemilised omadused

Vesinikbromiid on toatemperatuuril värvitu gaas hapu ja ärritava lõhnaga. Ühend on stabiilne, kuid tumeneb vähehaaval õhu või valguse käes, nagu on näidatud joonisel 2 (riiklik biotehnoloogia teabe keskus, S.F.)..

Selle molekulmass on 80,91 g / mol ja tihedus 3,307 g / l, mis muudab selle õhust raskemaks. Gaas kondenseerub, tekitades värvitu vedeliku keemistemperatuuriga -66,73 ° C..

Jätkates jahtumist, tahkestab vedelik valge kristallide saamise, mille sulamistemperatuur on -86,82 ° C tihedusega 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Nende kristallide välimus on kujutatud joonisel fig.

Bromi ja vesiniku vaheline sidumiskaugus on 1,414 angstromi ja selle dissotsiatsioonienergia on 362,5 kJ / mol.

Vesinikbromiid lahustub vees rohkem kui vesinikkloriid, mis suudab lahustada 221 g 100 ml vees 0 ° C juures, mis vastab 612 liitri gaasile iga liitri vee kohta. Samuti lahustub see alkoholis ja teistes orgaanilistes lahustites.

Vesilahuses (vesinikbromiidhape) domineerivad HBr happelised omadused (nagu HF ja HCl puhul) ja vesinik-halogeensidemel on see vesinikbromiidi puhul nõrgem kui vesinikkloriid.

Seega, kui kloori juhitakse läbi vesinikbromiidi, on täheldatud pruunide aurude moodustumist, mis on iseloomulikud molekulaarsele broomile. Vastus, mis seda selgitab, on järgmine:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

See näitab, et vesinikbromiid on tugevam redutseeriv aine kui vesinikkloriid ja et vesinikkloriid on parem oksüdeeriv aine.

Vesinikbromiid on tugev veevaba hape (ilma veeta). Reageerib kiiresti ja eksotermiliselt kõigi tüüpidega (sealhulgas amiinid ja amiidid).

Reageerib eksotermiliselt karbonaatidega (sealhulgas lubjakivi sisaldavate lubjakivi ja ehitusmaterjalidega) ja vesinikkarbonaatidega, et tekitada süsinikdioksiidi.

Reageerib koos sulfiidide, karbiidide, boriidide ja fosfiididega toksiliste või süttivate gaaside tekitamiseks.

Reageerib paljude metallidega (sealhulgas alumiinium, tsink, kaltsium, magneesium, raud, tina ja kõik leelismetallid) tuleohtliku vesiniku tekkimiseks.

Vastake ägedalt:

  • äädikhappe anhüdriid
  • 2-aminoetanool
  • ammooniumhüdroksiid
  • kaltsiumfosfiid
  • klorosulfoonhape
  • 1,1-difluoroetüleen
  • etüleendiamiin
  • etüleenimiin
  • suitsev väävelhape
  • perkloorhape
  • b-propiolaktoon
  • propüleenoksiid
  • hõbedane perkloraat
  • Uraanfosfiid (IV)
  • vinüülatsetaat
  • kaltsiumkarbiid
  • rubiidiumkarbiid
  • tseesiumatsetüülid
  • rubiidiumatsetüülid
  • magneesiumboriid
  • elavhõbeda sulfaat (II)
  • kaltsiumfosfiid
  • kaltsiumkarbiid (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktiivsus ja ohud

Vesinikbromiid klassifitseeritakse söövitava ja ärritava ühendina. See on äärmiselt ohtlik kokkupuutel nahaga (ärritav ja söövitav) ja silmades (ärritav) ning allaneelamisel ja sissehingamisel (kopsutundlik)..

Ühendit hoitakse veeldatud gaasi survestatud mahutites. Pikaajaline kokkupuude tulekahju või intensiivse soojusega võib põhjustada survestatud konteineri vägivaldset purunemist, mis võib vallandada ärritavad toksilised aurud.

Pikaajaline kokkupuude madalate kontsentratsioonidega või lühiajaline kokkupuude suure kontsentratsiooniga võib põhjustada sissehingamisel kahjulikku mõju tervisele.

Veevaba vesinikbromiidi termiline lagunemine tekitab toksilisi broomi. See võib muutuda tuleohtlikuks, kui see reageerib vesiniku vabastamisega. Tsüaniidiga kokkupuutes tekivad vesiniktsüaniidi toksilised gaasid.

Sissehingamine põhjustab nina ja ülemiste hingamisteede tugevat ärritust, mis võib põhjustada kopsukahjustusi.

Allaneelamine põhjustab suu ja mao põletusi. Silma sattumine põhjustab tugevat ärritust ja põletusi. Kokkupuude nahaga põhjustab ärritust ja põletusi.

Kui see kemikaal lahuses satub silma, tuleb neid koheselt pesta suure koguse veega, tõmmates aeg-ajalt alumist ja ülemist silmalaugu..

Selle kemikaaliga töötamisel ei tohiks kontaktläätsed kanda. Kui silmakude on külmunud, pöörduge viivitamatult arsti poole.

Kui kude ei ole külmunud, loputage silmi koheselt ja täielikult suure koguse veega vähemalt 15 minutiks, tõstes aeg-ajalt alumist ja ülemist silmalaugu..

Kui ärritus, valu, turse või rebimine püsivad, pöörduge arsti poole niipea kui võimalik.

Kui see kemikaal lahuses puutub kokku nahaga ja ei põhjusta külmumist, loputage kohe veega saastunud nahka..

Kui see kemikaal tungib riietesse, eemaldage kohe riided ja peske nahka veega.

Külmumise korral pöörduda viivitamatult arsti poole. Ärge hõõruge kahjustatud piirkondi ega loputage veega. Et vältida edasist koekahjustust, ärge püüdke külmutatud riideid külmutada..

Suure koguse kemikaali sissehingamisel tuleb kokkupuutunud isik kohe värske õhu kätte viia. Kui hingamine on peatunud, tehke uuesti suu-suhu taaselustamine. Ohvrit tuleb hoida soojas ja puhata, püüdes võimalikult kiiresti saada arstiabi.

Kui see kemikaal lahuses on alla neelatud, pöörduge viivitamatult arsti poole

Käitlemine ja ladustamine          

Vesinikbromiidi silindreid tuleb hoida jahedas ja hästiventileeritud kohas. Selle käitlemine peab olema piisava ventilatsiooniga. Seda tuleb hoida ainult siis, kui temperatuur ei ületa 52 kraadi.

Mahutid peavad olema kindlalt vertikaalasendis, et vältida nende kukkumist või lööki. Peale selle paigaldage ventiili kaitsekork, kui see on olemas, kindlalt käsitsi paigutatud, samuti hoidke täis- ja tühja konteinereid eraldi (praxair inc., 2016).

Rõhu all oleva toote käsitsemisel tuleb tekkinud rõhu talumiseks kasutada nõuetekohaselt projekteeritud torusid ja seadmeid. Ärge kunagi töötage survestatud süsteemis ja kasutage torujuhtmes tagasivoolu vältimise seadet. Gaasid võivad põhjustada hapnikupuuduse tõttu kiiret lämbumist.

Oluline on hoida ja kasutada piisava ventilatsiooniga. Kui tekib leke, sulgege mahuti klapp ja sulgege süsteem turvaliselt ja keskkonnasõbralikult. Seejärel parandage leke. Ärge kunagi asetage mahutit, kus see võib olla elektriskeemi osa.

Silindrite käsitsemisel tuleb kanda nahast kaitsekindaid ja jalanõusid. Neid tuleb kaitsta ja selleks tuleb vältida nende lohistamist, veeretamist või libistamist.

Silindri liigutamisel tuleb eemaldatav ventiilikate alati paigal hoida. Ärge kunagi püüdke silindrit selle kate, mis on mõeldud ainult ventiili kaitsmiseks.

Silindrite liigutamisel, isegi lühikestel vahemaadel, kasutage silindrite transportimiseks mõeldud käru (käsi-veok)..

Objekti (näiteks mutrivõtit, kruvikeerajat, piiluvarrat) ei tohi kunagi sisestada kaane avadesse, kuna see võib ventiili kahjustada ja põhjustada lekkeid..

Liiga pingutatud või roostes kaanete eemaldamiseks kasutatakse reguleeritavat rihma mutrivõtit. Klapp peaks avanema aeglaselt ja kui see on võimatu, peate lõpetama selle kasutamise ja pöörduma oma tarnija poole. Loomulikult peab pärast iga kasutamist mahuti klapp olema suletud.

See pakend peab olema suletud ka tühi. Ärge kunagi asetage leeki ega lokaalset soojust otse konteineri mis tahes osasse. Kõrged temperatuurid võivad konteineri kahjustada ja põhjustada rõhu vähendamise seadme ebaõnnestumise enneaegselt, ventileerides konteineri sisu (praxair inc., 2016).

Süntees

Gaasilist vesinikbromiidi võib laboris valmistada tetraliini broomimisega (1,2,3,4-tetrahüdronaftaleen). Puuduseks on see, et pool broomist kaob. Saagis on ligikaudu 94% või sama, mis 47% broomi otsast HBr-na.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8Br4 + 4 HBr

Vesinikbromiidi gaasi võib sünteesida ka laboris kontsentreeritud väävelhappe reaktsioonil naatriumbromiidile.

NaBr (s) + H2SO4 → HBr (g) + NaHSO4

Selle meetodi puuduseks on see, et suur osa saadusest kaob oksüdeerimisel väävelhappega, moodustades broomi ja vääveldioksiidi..

2 HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2 H2O

Vesinikbromiidi võib laboris valmistada puhastatud vesiniku ja broomi reaktsiooni teel. Seda katalüüsib plaatina asbest ja see viiakse läbi kvartstorus 250 ° C juures.

Br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Väikest veevaba vesinikbromiidi võib valmistada ka trifenüülfosfooniumbromiidi termolüüsi abil tagasijooksuga ksüleenis.

HBr võib saada punase fosfori meetodil. Esiteks lisatakse punane fosfor vee reaktorisse ja seejärel aeglaselt segades broom ja vesinikbromiidhappe ja fosforhappe reaktsioon, settimine, filtreerimine ja saadud destilleerimine on vesinikbromiidhape..

P4+6 Br2+12 H2O → 12 HBr + 4 H3PO3

Ülaltoodud meetoditega valmistatud vesinikbromiid võib olla Br-ga saastunud2, mida saab eemaldada, viies gaasi läbi fenooli lahuse tetraklorometaanis või mõnes muus sobivas lahustis toatemperatuuril, saades 2,4,6-tribromofenooli ja andes sellega rohkem HBr-i..

Seda protsessi võib läbi viia ka vask-kiipide või vaskvõrega kõrgel temperatuuril (vesinik: vesinikbromiid, 1993-2016)..

Kasutamine

HBr kasutatakse orgaaniliste bromiidide, näiteks metüülbromiidi, bromoetaani jne, ja anorgaaniliste ainete, nagu naatriumbromiid, kaaliumbromiid, liitiumbromiid ja kaltsiumbromiid jne, valmistamiseks..

Seda kasutatakse ka fotograafilistes ja farmatseutilistes rakendustes või rahustite ja anesteetikumide sünteesimiseks. Lisaks kasutatakse seda tööstusliku kuivatamise, tekstiili viimistluse, katteainete, pinna töötlemise ja tulekindlate ainete puhul.

Seda ühendit kasutatakse ka polükristalli lehtede söövitamiseks arvuti kiipide valmistamiseks (Interscan Corporation, 2017).

Vesinikbromiid on mõnede metalliliste mineraalide jaoks hea lahusti, mida kasutatakse kõrge puhtusastmega metallide puhastamiseks.

Naftatööstuses kasutatakse seda alkoksü- ja fenoksüühendite eraldamiseks ning katalüsaatorit tsükliliste süsivesinike ja süsivesinike oksüdeerimiseks ketoonideks, hapeteks või peroksiidideks. Seda kasutatakse ka sünteetilistes värvides ja vürtsides.

Kõrge kvaliteediga HBr gaasi kasutatakse pooljuhttoodete põletamiseks ja puhastamiseks (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Ühendit kasutatakse analüütilise reagendina väävli, seleeni, vismuti, tsingi ja raua määramisel., Tina eraldamiseks arseeni ja antimoni vahel. See on alküülimiskatalüsaator ja redutseeriv aine, mida kasutatakse orgaanilises sünteesis.

Vesinikbromiidi võib kasutada vesinikbromiidhappe tootmiseks. Vesinikbromiidhape on väga tugev mineraalhape, mis on tugevam kui vesinikkloriidhape.

HBr on väga reaktiivne ja söövitav enamikule metallidele. Hape on orgaanilise keemia tavaline reaktiiv, mida kasutatakse oksüdeerimiseks ja katalüüsiks. See on efektiivne ka teatud metalliliste mineraalide ekstraheerimisel (vesinikbromiid, 2016).

Viited

  1. Interscan Corporation. (2017). Vesinikbromiidi ja vesinikbromiidi seirevahendid. Välja otsitud aadressilt gasdetection.com.
  2. Keemiline andmeleht. (2016). Leitud HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Anorgaaniline keemia Akadeemiline ajakirjandus.
  4. Vesinikbromiid. (2016). Välja otsitud ChemicalBookist.
  5. Vesinik: vesinikbromiid. (1993-2016). Välja otsitud veebiteenustest.
  6. Materjali ohutuskaart Vesinikbromiid. (2005, 9. oktoober). Välja otsitud aadressilt sciencelab.com.
  7. Riiklik biotehnoloogia teabekeskus. (S.F.). PubChem Compound andmebaas; CID = 260. Välja otsitud aadressilt pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxair inc. (2016, 17. oktoober). Veevaba bromiid, veevaba ohutuskaart P-4605. Välja otsitud praxair.com-st.
  9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). vesinikbromiid. Välja otsitud aadressilt www.sdk.co.jp.