- Fizikai és kémiai tulajdonságok
- Reakciókészség és veszélyek
- Kezelés és tárolás
- Szintézis
- Alkalmazások
- Irodalom
A hidrogén-bromid, egy általános képletű vegyületet hidrogén-bromid kémiai egy kétatomos molekula egy kovalens kötés. A vegyületet hidrogén-halogenidként osztályozzuk, amely színtelen gáz, amely vízben feloldva hidrogén-bromidsavat képez, szobahőmérsékleten 68,85 tömeg% telítettséggel.
A 47,6 tömeg% -os vizes oldatok állandó forráspontú azeotrop elegyet képeznek, amelynek forráspontja 124,3 fok. Kevésbé koncentrált, forráspontú oldatok engedik fel a H2O-t, amíg az állandó forráspontú azeotrop keverék összetételét el nem éri.
1. ábra: A hidrogén-bromid szerkezete.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A hidrogén-bromid szobahőmérsékleten színtelen, savanyú, irritáló szagú gáz. A vegyület stabil, de fokozatosan elsötétül, ha levegőnek vagy fénynek van kitéve, amint azt a 2. ábra szemlélteti (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, SF).
2. ábra: a hidrogén-bromid megjelenése.
Molekulatömege 80,91 g / mol, sűrűsége 3,307 g / l, ami nehezebbé teszi a levegőt. A gáz színtelen folyadékot kondenzál, amelynek forráspontja -66,73 Celsius fok.
Hűtés közben a folyadék megszilárdul, fehér kristályokat kapva, amelyek olvadáspontja -86,82 Celsius fok, 2,603 g / ml sűrűséggel (Egon Wiberg, 2001). Ezen kristályok megjelenését a 3. ábra szemlélteti.
3. ábra: a hidrogén-bromid megjelenése.
A bróm és a hidrogén közötti kötési távolság 1,414 angström, disszociációs energiájuk 362,5 kJ / mol.
A hidrogén-bromid jobban oldódik vízben, mint a hidrogén-klorid, és 221 g oldható 100 ml vízben 0 ° C-on, ami 612 liter e gáz térfogatának felel meg minden liter vízben. Oldódik alkoholban és más szerves oldószerekben is.
A vizes oldatban (hidrogén-bromid) a HBr savas tulajdonságai dominálnak (mint a HF és a HCl esetében), és a hidrogén és a halogén közötti kötésben a hidrogén-bromid esetében gyengébb, mint a hidrogén klorid.
Ezért ha a klórt hidrogén-bromidon vezetjük át, megfigyelhető a molekuláris brómra jellemző barna gőzök képződése. A reakciót, amely ezt magyarázza, a következő:
2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2
Ez azt jelzi, hogy a hidrogén-bromid erősebb redukálószer, mint a hidrogén-klorid, és a hidrogén-klorid jobb oxidálószer.
A hidrogén-bromid erős vízmentes sav (víz nélkül). Gyorsan és exoterm módon reagál bármilyen bázissal (beleértve az aminokat és amidokat).
Exoterm módon reagál karbonátokkal (beleértve a mészkövet és mészkőtartalmú építőanyagokat) és hidrogénkarbonátokkal szén-dioxidot képezve.
Reagál szulfidokkal, karbidokkal, boridokkal és foszfidekkel gyúlékony vagy mérgező gázokat képezve.
Reagál sok fémekkel (beleértve az alumíniumot, a cinket, a kalciumot, a magnéziumot, a vasat, az ónt és az összes alkálifémet), hogy éghető hidrogéngázt képezzen.
Hevesen reagál:
- ecetsav-anhidrid
- 2-amino-etanol
- ammónium-hidroxid
- kalcium-foszfid
- klór-szulfonsav
- 1,1-difluoro-
- etilén-diamin
- etilén-
- füstölgő kénsav
- perklórsav
- b-propriolactone
- propilén oxidja
- ezüst perklorát
- Urán (IV) foszfid
- vinil-acetát
- kalcium-karbid
- rubídium-karbid
- cézium-acetilid
- rubídium-acetilid
- magnézium-borid
- higany (II) -szulfát
- kalcium-foszfid
- kalcium-karbid (Chemical Adatlap, 2016).
Reakciókészség és veszélyek
A hidrogén-bromidot maró és irritáló vegyületként osztályozzák. Rendkívül veszélyes a bőrrel (irritáló és maró hatású) és a szemmel (irritáló), valamint lenyelés és belélegzés (tüdő irritáló) érintkezés esetén.
A vegyületet nyomás alatt álló cseppfolyósított gáztartályokban tárolják. Tűznek vagy intenzív hőnek való kitettség a nyomás alatt lévő tartály heves törését eredményezheti, amely felszabadulhat, irritáló mérgező füstöket szabadítva fel.
Az alacsony koncentrációk hosszan tartó kitettsége vagy a magas koncentrációknak való rövid távú kitettség káros egészségkárosodást okozhat a belélegzés miatt.
A vízmentes hidrogén-bromid hőbontása mérgező brómgázokat eredményez. Tűzveszélyes lehet, ha hidrogénkibocsátással reagál. A cianiddal érintkezve mérgező hidrogén-cianid gázokat képez.
A belégzés az orr és a felső légutak súlyos irritációját okozza, ami tüdő sérülést okozhat.
Lenyelés égési sérüléseket okoz a szájban és a gyomorban. A szemmel való érintkezés súlyos irritációt és égési sérülést okoz. A bőrrel való érintkezés irritációt és égési sérüléseket okoz.
Ha az oldatban lévő kémiai anyag érintkezik a szemmel, azonnal öblítse ki nagy mennyiségű vízzel, alkalmanként megemelve az alsó és a felső szemhéjat.
A vegyi anyag használatakor nem szabad kontaktlencséket viselni. Ha a szemszövet fagyott, azonnal forduljon orvoshoz.
Ha a szövet nem fagy le, azonnal és alaposan öblítse ki a szemet nagy mennyiségű vízzel, legalább 15 percig, alkalmanként megemelve az alsó és a felső fedelet.
Ha az irritáció, fájdalom, duzzanat vagy könnyezés továbbra is fennáll, a lehető leghamarabb forduljon orvoshoz.
Ha az oldott vegyi anyag érintkezésbe kerül a bőrrel, és nem okoz fagyot, azonnal öblítse le a szennyezett bőrt vízzel.
Ha ez a vegyi anyag ruházatra kerül, azonnal vegye le a ruhát és mossa le a bőrt vízzel.
Ha fagyás történik, azonnal forduljon orvoshoz. Ne dörzsölje az érintett területeket és ne öblítse le vízzel. A szövetek további károsodásának elkerülése érdekében nem szabad megpróbálni eltávolítani a fagyott ruházatot a fagyos területektől.
Ha nagy mennyiségű vegyi anyagot belélegeznek, a veszélyeztetett személyt azonnal friss levegőbe kell vinni. Ha a légzés megállt, végezzen szájról szájra újraélesztést. Az áldozatot melegen és nyugalomban kell tartani, és amilyen gyorsan csak lehetséges, orvoshoz kell fordulni.
Ha az oldott vegyi anyagot lenyelte, azonnal forduljon orvoshoz.
Kezelés és tárolás
A hidrogén-bromid-palackokat hűvös, jól szellőző helyen kell tárolni. Kezelésének megfelelő szellőzéssel kell történnie. Csak akkor tárolja, ha a hőmérséklet nem haladja meg az 52 Celsius fokot.
A konténereket függőleges helyzetben kell biztosan rögzíteni, hogy ne esjenek le és ne üthessenek be. Helyezze be a szelepvédő sapkát, ha van, szorosan a helyén kézzel, és a teljes és az üres tartályokat külön tárolja (praxair inc., 2016).
A termék nyomás alatt történő kezelésekor a kialakított nyomásnak ellenállni kell a megfelelően megtervezett vízvezetéknek és felszerelésnek. Soha ne dolgozzon túlnyomásos rendszeren, és ne használjon visszáramlásgátló készüléket a csővezetékben. A gázok az oxigénhiány miatt gyors fulladást okozhatnak.
Fontos a megfelelő szellőztetés mellett tárolni és használni. Szivárgás esetén zárja le a tartályszelepet, és biztonságos és környezetkímélő módon állítsa le a rendszert. Ezután javítsa ki a szivárgást. Soha ne helyezze a tartályt olyan helyre, ahol része lehet az elektromos áramkörnek.
A hengerek kezelésekor bőrvédő kesztyűt és megfelelő cipőt kell viselni. Ezeket védeni kell, és ezért kerülendő, húzható, hengerelt vagy csúsztatható.
A henger mozgatásakor az eltávolítható szelepfedelet mindig a helyén kell tartani. Soha ne kísérelje meg a hengert a kupakkal megemelni, amelynek célja kizárólag a szelep védelme.
A hengerek mozgatásakor, még rövid távolságokon is, használjon egy kocsit (kocsi, kézi teherautó stb.), Amelyet a hengerek szállítására terveztek.
Soha ne helyezzen tárgyat (pl. Csavarkulcs, csavarhúzó, fúrórudak) a burkolat nyílásaiba, mert ez károsíthatja a szelepet és szivárgást okozhat.
A túl szoros vagy rozsdás sapkák eltávolításához állítható szíjkulcsot használnak. A szelepnek lassan kell kinyílnia, és ha ez lehetetlen, akkor hagyja abba a használatát, és vegye fel a kapcsolatot a szállítóval. Természetesen a tartályszelepet minden használat után be kell zárni.
Az említett tartályt üresen is zárva kell tartani. Soha nem szabad a lángot vagy a helyi hőt közvetlenül a tartály bármely részére felvinni. A magas hőmérséklet károsíthatja a tartályt, és a nyomáscsökkentő berendezés idő előtti meghibásodásához vezethet, és szellőztetheti a tartály tartalmát (praxair inc., 2016).
Szintézis
Gáznemű hidrogén-bromid előállítható a laboratóriumban tetralin brómozásával (1,2,3,4-tetrahidro-naftalin). A hátránya, hogy a bróm fele elveszik. A kitermelés körülbelül 94%, vagy ugyanaz, a bróm 47% -a HBr-ként végződik.
C 10 H 12 + 4 Br 2 → C 10 H 8 Br 4 + 4 HBr
A hidrogén-bromid-gázt szintézisbe lehet hozni a laboratóriumban is, ha koncentrált kénsavat nátrium-bromiddal reagáltatunk.
NaBr (s) + H 2 SO 4 → HBr (g) + NaHSO 4
Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy a termék nagy részét veszteséggel feleslegben lévő kénsavval oxidálva veszítik el bróm és kén-dioxid képződésévé.
2 HBr + H 2 SO 4 → Br 2 + SO 2 + 2 H 2 O
A hidrogén-bromid a tisztított hidrogéngáz és a bróm reakciójával állítható elő a laboratóriumban. Ezt a platina-azbeszt katalizálja, és kvarccsőben, 250 ° C-on hajtják végre.
Br 2 + H 2 → 2 HBr
A vízmentes hidrogén-bromid kis méretben is előállítható a trifenil-foszfónium-bromid xilolban végzett refluxhőmérsékleten történő termolízisével.
A HBr vörös foszfor módszerrel nyerhető. Először a vörös foszfort adagoljuk a vízreaktorba, majd lassan keverés közben a brómot és a hidrogén-bromid és a foszforsav reakcióját, szedimentálással, szűréssel, és a kapott desztilláció hidrogén-bromid.
P 4 + 6 Br 2 + 12 H 2 O → 12 HBr + 4 H 3 PO 3
A fenti eljárásokkal előállított hidrogén-bromid Br 2-vel szennyeződhet, amelyet úgy távolíthatunk el, hogy a gázt szobahőmérsékleten fenolnak tetraklór-metánban vagy más megfelelő oldószerben készített oldatán vezetjük át, így 2,4,6-tribróm-fenolt kapunk, és így plusz HBr.
Ezt az eljárást magas hőmérsékleten végzett rézforgácson vagy rézgézán keresztül is végrehajthatjuk (Hidrogén: hidrogén-bromid, 1993-2016).
Alkalmazások
A HBr-t szerves bromidok, például metil-bromid, bróm-etán stb., Valamint szervetlen bromidok, például nátrium-bromid, kálium-bromid, lítium-bromid és kalcium-bromid, stb.
Használják még fényképészeti és gyógyszerészeti alkalmazásokban, vagy nyugtatók és érzéstelenítők szintéziséhez. Ezen túlmenően ipari szárításban, textil kikészítésben, bevonószerekben, felületkezelő szerekben és tűzvédelemben alkalmazzák.
A vegyületet többszörös szilíciumlemez maratására is használják számítógépes chipek gyártásához (Interscan Corporation, 2017).
A hidrogén-bromid jó oldószer egyes fémes ásványokhoz, amelyeket a nagy tisztaságú fémek finomításához használnak.
A kőolajiparban alkoxi- és fenoxi-vegyületek szétválasztásaként, valamint ciklikus szénhidrogének és láncú szénhidrogének ketonokká, savvá vagy peroxiddá történő oxidációjának katalizátoraként használják. Szintetikus festékekben és fűszerekben is használják.
A HBr-ből származó kiváló minőségű gázt használnak a félvezető alapanyagok maratására és tisztítására (SHOWA DENKO KK, nd).
A vegyületet analitikai reagensként használják a kén, szelén, bizmut, cink és vas meghatározására, az ón elválasztására az arzéntől és az antimontól. Ez egy alkiláló katalizátor és redukálószer, amelyet a szerves szintézisben használnak.
A hidrogén-bromid felhasználható hidrogén-bromid sav előállítására. A hidrogén-bromid nagyon erős ásványi sav, erősebb, mint a sósav.
A HBr nagyon reaktív és korrozív a legtöbb fémen. A sav a szerves kémiában általános reagens, amelyet az oxidációhoz és a katalízishez használnak. Hatékony bizonyos fémes ásványok kinyerésére (Hidrogén-bromid, 2016).
Irodalom
- Interscan Corporation. (2017). Hidrogén-bromid és hidrogén-bromid ellenőrző műszerek. Visszakeresve a gasdetection.com webhelyről.
- Kémiai adatlap. (2016). Retrieved a HIDrogén-bromidból, ANYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
- Egon Wiberg, NW (2001). Szervetlen kémia. Tudományos sajtó.
- Hidrogén-bromid. (2016). Beolvasva a ChemicalBook-ból.
- Hidrogén: hidrogén-bromid. (1993-2016). Beolvasva a WebElementsből.
- Anyagbiztonsági adatlap Hidrogén-bromid. (2005, október 9.). Visszakeresve a sciencelab.com webhelyről.
- Országos Biotechnológiai Információs Központ. (SF). PubChem vegyület adatbázis; CID = 260. A lap eredeti címe: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- praxair inc. (2016, október 17). Hidrogén-bromid, vízmentes P-4605 biztonsági adatlap. Visszakeresve a praxair.com webhelyről.
- SHOWA DENKO KK (második). hidrogén-bromid. Vissza a következőhöz: www.sdk.co.jp.