Vesinikbromiidhappe (HBr) struktuur, omadused, kasutamine, kasutamine



The Vesinikbromiidhape on anorgaaniline ühend, mis saadakse vesinikbromiidina nimetatava gaasi vesilahusest. Selle keemiline valem on HBr ja seda võib käsitleda erineval viisil: molekulaarse hüdriidina või vesinikhalogeniidina vees; see tähendab hüdrasiidi.

Keemilistes võrrandites tuleks see kirjutada kui HBr (ac), mis näitab, et tegemist on vesinikbromiidhappega, mitte gaasiga. See hape on üks tugevamaid, isegi rohkem kui vesinikkloriidhape, HCl. Selle selgituseks on selle kovalentse sideme olemus.

Miks on HBr selline hape ja veel rohkem vees lahustunud? Kuna kovalentne side H-Br on väga nõrk, mis tuleneb Br ja 4p 1-i orbitaalide halbast kattumisest.

See ei ole üllatav, kui vaatate lähemalt ülaltoodud pilti, kus broomiaatom (pruun) on selgelt suurem kui vesinikuaatom (valge).

Järelikult põhjustab mistahes häire H-Br sideme lagunemise, vabastades H-iooni+. Seejärel on vesinikbromiidhape Brönstedi hape, kuna see kannab prootoneid või vesinikioone. Selle tugevus on selline, et seda kasutatakse mitmete organobromitud ühendite (nagu 1-bromoetaan, CH \ t3CH2Br).

Vesinikbromiidhape on pärast hüdrohüdroosi üks tugevamaid ja kasulikumaid hüdroksiide teatud tahkete proovide seedimiseks..

Indeks

  • 1 Vesinikbromiidhappe struktuur
    • 1.1 Happesus
  • 2 Füüsikalised ja keemilised omadused
    • 2.1 Molekulaarne valem
    • 2.2 Molekulmass
    • 2.3 Füüsiline välimus
    • 2.4 Lõhn
    • 2.5 Lõhnalävi
    • 2.6 Tihedus
    • 2.7 Sulamistemperatuur
    • 2.8 Keemispunkt
    • 2.9 Lahustuvus vees
    • 2.10 Auru tihedus
    • 2,11 pKa happesus
    • 2.12 Kalorsus
    • 2.13 Standardne molaarne entalpia
    • 2.14 Standardne molaarne entroopia
    • 2.15 Leekpunkt
  • 3 Nomenklatuur
  • 4 Kuidas see moodustub?
    • 4.1 Vesiniku ja broomi segu vees
    • 4.2 Fosfortribromiid
    • 4.3 Vääveldioksiid ja broom
  • 5 Kasutamine
    • 5.1 Bromiidide valmistamine
    • 5.2 Alküülhalogeniidide süntees
    • 5.3 Katalüsaator
  • 6 Viited

Vesinikbromiidhappe struktuur

H-Br struktuur on kujutatud pildil, mille omadused ja omadused, isegi gaasi omadused, on tihedalt seotud selle vesilahustega. Sellepärast tekib punkt, kus sul tekib segadus selle kohta, milline neist kahest ühendist viitab: HBr või HBr (ac).

HBr (ac) struktuur erineb HBr struktuurist, sest nüüdseks veemolekulid lahustavad seda diatoommolekuli. Kui see on piisavalt lähedal, läheb H üle+ H-molekuli2Või nagu näidatud järgmises keemilises võrrandis:

HBr + H2O => Br--  +  H3O+

Seega koosneb vesinikbromiidhappe struktuur Br-ioonidest--  ja H3O+ elektrostatiliselt. Nüüd on see veidi erinev H-Br kovalentsest sidemest.

Selle suur happesus on tingitud suurest anioonist Br- ei saa vaevu H-ga suhelda3O+, ei suuda takistada teda H-i ülekandmisel+ teise ümbritseva keemilise liigi suhtes.

Happelisus

Näiteks Cl- ja F- kuigi nad ei moodusta H-ga kovalentseid sidemeid3O+, nad võivad suhelda teiste molekulidevaheliste jõudude kaudu, nagu vesiniku sillad (mis on ainult F- on võimeline neid vastu võtma). Vesiniku sillad F--H-OH2+ "Hinder" H annetus+.

Sel põhjusel on vesinikfluoriidhape HF nõrgem hape vees kui vesinikbromiidhape; sellest tulenevalt on ioonsed koostoimed Br- H3O+ ärge häirige H üleviimist+.

Kuigi HBr (ac) sisaldab vett, on selle käitumine konto lõpus sarnane H-Br molekuli käitumisele; see tähendab H+ See kantakse üle HBr või Br-H3O+.

Füüsikalised ja keemilised omadused

Molekulaarne valem

HBr.

Molekulmass

80,972 g / mol. Pange tähele, et nagu eelmises osas mainitud, peetakse silmas ainult HBr-i, mitte veemolekuli. Kui molekulmass on võetud valemist Br-H3O+ selle väärtus oleks ligikaudu 99 g / mol.

Füüsiline välimus

Värvitu või kahvatukollane vedelik, mis sõltub lahustunud HBr kontsentratsioonist. Mida kollasem see on, seda kontsentreeritum ja ohtlikum see on.

Lõhn

Äge, ärritav.

Lõhnalävi

6,67 mg / m3.

Tihedus

1,49 g / cm3 (vesilahus 48 massi%). See väärtus, nagu need, mis vastavad sulamis- ja keemispunktidele, sõltub vees lahustatud HBr kogusest.

Sulamistemperatuur

-11 ° C (12ºF, 393ºK) (vesilahus 49% w / w).

Keemistemperatuur

122 ° C (252 ° F 393 ° K) 700 mmHg juures (vesilahus 47-49% w / w).

Lahustuvus vees

-221 g / 100 ml (0 ° C juures).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Need väärtused viitavad gaasilisele HBr-le, mitte vesinikbromiidhappele. Nagu näha, vähendab temperatuuri tõstmine HBr lahustuvust; gaasides loomulik. Järelikult, kui on vaja kontsentreeritud HBr (ac) lahendusi, on parem nendega töötada madalatel temperatuuridel.

Kõrgetel temperatuuridel töötamise korral põgeneb HBr gaasiliste diatoomide molekulidena, nii et reaktor peab olema lekke vältimiseks suletud.

Auru tihedus

2,71 (õhu suhtes = 1).

Happesus pKa

-9.0. See konstant nii negatiivne näitab selle suurt happesuse tugevust.

Kalorite võimsus

29,1 kJ / mol.

Standardne molaarne entalpia

198,7 kJ / mol (298 ° K).

Standardne molaarne entroopia

-36,3 kJ / mol.

Süütepunkt

Mitte süttiv.

Nomenklatuur

Selle nimetus "vesinikbromiidhape" ühendab kahte asjaolu: vee olemasolu ja broomi valents on ühendis -1. Inglise keeles on see mõnevõrra selgem: vesinikbromiidhape, kus eesliide „hüdro” (või hüdro) viitab veele; kuigi tegelikult võib see viidata ka vesinikule.

Bromi valents on -1, sest see on seotud vesiniku aatomiga vähem kui elektroonegatiivne; kuid kui see on seotud hapniku aatomitega või on nendega seotud, siis võib sellel olla palju valentse, näiteks: +2, +3, +5 ja +7. Mis H saab vastu võtta ainult ühe valents, ja see on põhjus, miks sufiks -ico lisatakse selle nime.

Kuigi HBr (g), vesinikbromiid, on veevaba; see tähendab, et sellel ei ole vett. Seetõttu nimetatakse seda teiste nomenklatuuri standardite kohaselt, mis vastavad vesinikhalogeniidide standarditele.

Kuidas see moodustub?

Vesinikbromiidhappe valmistamiseks on mitmeid sünteetilisi meetodeid. Mõned neist on:

Vesiniku ja broomi segu vees

Tehnilisi üksikasju kirjeldamata võib selle happe saada vesiniku ja broomi otsesest segust veega täidetud reaktoris.

H2  +  Br2  => HBr

Sel viisil lahustub see HBr-vormis vees; See võib tõmmata selle destilleerimisse, nii et lahuseid saab ekstraheerida erineva kontsentratsiooniga. Vesinik on gaas ja broom on tumepunane vedelik.

Fosfortribromiid

Keerulisemas protsessis segatakse liiv, hüdraaditud punane fosfor ja broom. Vee lõksud paigutatakse jäävannidesse, et vältida HBr-i pääsemist ja selle asemel vesinikbromiidhappe moodustumist. Reaktsioonid on järgmised:

2P + 3Br2  => 2PBr3

PBr3  +  3H2O => 3HBr + H3PO3

Vääveldioksiid ja broom

Teine võimalus selle valmistamiseks on broomi reageerimine vääveldioksiidiga vees:

Br2  +  SO2  +  2H2O => 2HBr + H2SO4

See on redoksreaktsioon. Br2 see vähendab, see saavutab hüdrogeenidega sidumise teel elektronid; vastuväidet2 see oksüdeerub, kaotab elektronid, kui see moodustab rohkem kovalentseid sidemeid teiste oksiididega, nagu väävelhappes.

Kasutamine

Bromiidide valmistamine

Bromiidsooli võib valmistada, kui HBr (ac) reageeritakse metallihüdroksiidiga. Näiteks kaalutakse kaltsiumbromiidi tootmist:

Ca (OH)2 + 2HBr => CaBr2 +  H2O

Teine näide on naatriumbromiid:

NaOH + HBr => NaBr + H2O

Seega võib valmistada palju anorgaanilisi bromiide.

Alküülhalogeniidide süntees

Ja kuidas on orgaanilised bromiidid? Need on orgaanilised ühendid: RBr või ArBr.

Alkoholide dehüdratsioon

Nende saamiseks võib tooraineks olla alkoholid. HBr happesusega protoneerides moodustavad nad vett, mis on hea väljaminev rühm ja selle asemel on lisatud Br-i mahuline aatom, mis muutub kovalentselt süsinikuga:

ROH + HBr => RBr + H2O

See dehüdratsioon viiakse läbi temperatuuridel üle 100 ° C, et hõlbustada R-OH sideme purunemist2+.

Lisamine alkeenidele ja alküünidele

HBr-molekuli võib lisada oma vesilahusest alkeeni või alküüni kaksik- või kolmiksidemele:

R2C = CR2 + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Saadakse mitmeid tooteid, kuid lihtsates tingimustes moodustatakse toode esmalt siis, kui broom on seotud sekundaarse, kolmanda või kvaternaarse süsinikuga (Markovnikovi reegel)..

Need halogeniidid sekkuvad teiste orgaaniliste ühendite sünteesi ja nende kasutusala on väga ulatuslik. Ka mõningaid neist saab kasutada uute ravimite sünteesimiseks või kujundamiseks.

Eeterlik clivage

Eetritest võib samaaegselt saada kaks alküülhalogeniidi, millest igaüks kannab ühte esialgse eetri R-O-R 'külgahelast R või R'. See juhtub sarnaselt alkoholide dehüdratsioonile, kuid selle reaktsioonimehhanism on erinev.

Reaktsiooni võib skemaatiliselt kirjeldada järgmise keemilise võrrandiga:

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

Samuti vabaneb vesi.

Katalüsaator

Selle happesus on selline, et seda saab kasutada efektiivse happekatalüsaatorina. Br aniooni lisamise asemel- molekulaarstruktuurile avab tee teisele molekulile.

Viited

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaniline keemia. Amiinid (10)th väljaanne.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Orgaaniline keemia (Kuues väljaanne). Mc Grawi mägi.
  3. Steven A. Hardinger. (2017). Illustreeritud orgaanilise keemia sõnastik: vesinikbromiidhape. Välja otsitud andmebaasist: chem.ucla.edu
  4. Wikipedia. (2018). Vesinikbromiidhape. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
  5. PubChem. (2018). Vesinikbromiidhape. Välja otsitud andmebaasist: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  6. Tööohutuse ja -hügieeni riiklik instituut. (2011). Vesinikbromiid [PDF] Välja otsitud andmebaasist: insht.es
  7. PrepChem. (2016). Vesinikbromiidhappe valmistamine. Välja otsitud: prepchem.com