HIDROBROMID (HBR): SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, KÉPZŐDÉS - KÉMIA - 2026

A hidrogén-bromid sav szervetlen vegyület, a hidrogén-bromidnak nevezett gáz vizes oldata. Kémiai képlete HBr, és különböző egyenértékű módon tekinthető: molekuláris hidridként vagy hidrogén-halogenidként vízben; vagyis egy hidracid.

A kémiai egyenletekben azt HBr-ként (ac) kell írni, jelezve, hogy ez a hidrogén-bromid, nem pedig a gáz. Ez a sav az egyik legerősebb ismert, még inkább, mint a sósav, a sósav. Ennek magyarázata a kovalens kötés természetében rejlik.

Forrás: KES47 a Wikipedia segítségével

Miért van a HBr ilyen erős sav, és még inkább vízben oldódik? Mivel a H-Br kovalens kötés nagyon gyenge, a H és az 1p pályáinak rossz átfedése miatt.

Ez nem meglepő, ha közelebbről megnézzük a felső képet, ahol egyértelműen a brómatom (barna) sokkal nagyobb, mint a hidrogénatom (fehér).

Következésképpen minden zavar miatt a H-Br kötés megszakad, felszabadítva a H ⁺ -ionot. Tehát a hidrogén-bromid sav Brönsted sav, mivel protonokat vagy hidrogén-ionokat továbbít. A szilárdság olyan, hogy azt használják a szintézis különböző organobrominated vegyületek (mint például az 1-bróm-etán, CH ₃ CH ₂ Br).

A hidrogén-brómsav, a hidrojodid után, a HI, az egyik legerősebb és leghasznosabb hidracid bizonyos szilárd minták emésztésére.

A hidrogén-bromid szerkezete

A képen a H-Br szerkezete látható, amelynek tulajdonságai és tulajdonságai, akár a gáz tulajdonságai is, szorosan kapcsolódnak a vizes oldatokhoz. Ezért jön egy olyan pont, ahol zavart lehet a két vegyület közül melyikre hivatkoznak: HBr vagy HBr (ac).

A HBr (ac) szerkezete eltér a HBr szerkezetétől, mivel a vízmolekulák most megoldják ezt a diatómás molekulát. Ha ez elég közel van, a H ^{+ -ot} egy H ₂ O molekulahoz továbbítják, a következő kémiai egyenlet szerint:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Így a hidrogén-bromid szerkezete Br ^- és H ₃ O ⁺ ionokból áll, amelyek elektrosztatikusan kölcsönhatásba lépnek. Most kissé eltér a H-Br kovalens kötésétől.

A nagy savtartalom annak a ténynek köszönhető, hogy a terjedelmes Br ^- anion is alig kölcsönhatásba a H ₃ O ⁺, anélkül, hogy megakadályozzák, hogy át a H ⁺, hogy egy másik környező kémiai faj.

savasság

Például a Cl ^- és F ^- bár nem képeznek kovalens kötéseket H ₃ O ^{+ - val}, kölcsönhatásba léphetnek más intermolekuláris erőkön, például hidrogén kötéseken keresztül (amelyek csak F ^- képesek elfogadni). Az F ^- -H-OH ₂ ⁺ hidrogénkötések "akadályozzák" a H ⁺ adományozását.

Ez az oka annak, hogy a hidrogén-fluorid (HF) a vízben gyengébb sav , mint a hidrogén-bromid; óta, az ionos kölcsönhatások Br ^- H ₃ O ⁺ nem befolyásolják a átadása H ⁺.

Noha a víz jelen van a HBr-ben (aq), viselkedése végső soron hasonló a H-Br-molekula figyelembevételéhez; azaz egy H ⁺ átkerül HBr vagy Br ^- H ₃ O ⁺.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Molekuláris képlet

HBr.

Molekuláris tömeg

80,972 g / mol. Vegye figyelembe, hogy amint az előző szakaszban említésre került, csak a HBr veszi figyelembe, és nem a vízmolekula. Ha a molekulatömeget a Br ^- H ₃ O ⁺ képletből vesszük , akkor ennek értéke körülbelül 99 g / mol lenne.

Fizikai megjelenés

Színtelen vagy halványsárga folyadék, amely az oldott HBr koncentrációjától függ. Minél sárgabb, annál koncentráltabb és veszélyesebb lesz.

Szag

Súlyos, irritáló.

Szagküszöb

6,67 mg / m ³.

Sűrűség

1,49 g / cm ³ (48 tömeg / tömeg% -os vizes oldat). Ez az érték, valamint az olvadás és forráspont értékei a vízben feloldott HBr mennyiségétől függ.

Olvadáspont

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49 tömeg% vizes oldat).

Forráspont

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) 700 Hgmm-en (47-49 tömeg% vizes oldat).

Vízben való oldhatóság

-221 g / 100 ml (0 ° C-on).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Ezek az értékek a gáznemű HBr-re, nem pedig a hidrogén-bromidra vonatkoznak. Amint látható, a hőmérséklet emelkedésével a HBr oldhatósága csökken; természetes viselkedés a gázokban. Következésképpen, ha koncentrált HBr (aq) oldatokra van szükség, akkor jobb, ha velük alacsony hőmérsékleten dolgozunk.

Magas hőmérsékleten történő munkavégzés során a HBr gáznemű diatómás molekulák formájában távozik, ezért a reaktorot le kell zárni, hogy megakadályozzon a szivárgást.

Gőzsűrűség

2,71 (a levegőhöz viszonyítva = 1).

Savasság pKa

-9.0. Ez a negatív állandó állandó nagy savtartalmára utal.

Kalóriakapacitás

29,1 kJ / mol.

Normál moláris entalpia

198,7 kJ / mol (298 K).

Normál moláris entrópia

-36,3 kJ / mol.

gyújtási pont

Nem tűzveszélyes.

Elnevezéstan

A „hidrogén-bromidsav” neve két tényt kombinál: a víz jelenlétét, és hogy a bróm vegyértékben -1 vegyértékű. Angolul némileg nyilvánvalóbb: hidrogén-bromid, ahol a „hidro” (vagy hidro) előtag vízre utal; bár valójában utalhat hidrogénre is.

A bróm valenciája -1, mivel egy kevésbé elektronegatív hidrogénatomhoz kapcsolódik; de ha kötött vagy kölcsönhatásba lép az oxigénatomokkal, akkor számos vegyértékű lehet, például: +2, +3, +5 és +7. A H-vel csak egyetlen valenciát képes elfogadni, ezért a -ico utótagot adjuk hozzá a névhez.

Mivel a HBr (g), a hidrogén-bromid, vízmentes; vagyis nincs víz. Ezért más nómenklatúra szabványok szerint nevezték el, ami megfelel a hidrogén-halogenideknek.

Hogyan alakul ki?

Számos szintetikus módszer létezik a hidrogén-bromid sav előállítására. Néhány ezek közül:

Hidrogén és bróm elegyítése vízben

A műszaki részletek leírása nélkül ez a sav előállítható hidrogén és bróm közvetlen keverésével egy vízzel feltöltött reaktorban.

H ₂ + Br ₂ => HBr

Ily módon, amikor a HBr képződik, feloldódik a vízben; ez elviszi a desztillációkat, így különféle koncentrációjú oldatok nyerhetők ki. A hidrogén gáz, a bróm pedig sötét vöröses folyadék.

Foszfor-tribromid

Bonyolultabb eljárás során a homokot, a hidratált vörös foszfort és a brómot összekeverik. A vízcsapdákat jégfürdőkbe helyezik, hogy megakadályozzák a HBr kiszabadulását, és ehelyett hidrogén-bromidot képezzenek. A reakciók:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Kén-dioxid és bróm

Előállításának másik módja a bróm reagáltatása a kén-dioxiddal vízben:

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

Ez egy redox reakció. Br ₂ redukálódik, elektronokat nyer, ha hidrogénnel kötődik; Miközben az SO ₂ oxidálódik, elveszíti az elektronokat, amikor más kovalens kötéseket képez más oxigénekkel, mint a kénsavban.

Alkalmazások

Bromid készítmény

A bromidsókat úgy állíthatjuk elő, hogy a vizes hidrogén-bromidot fém-hidroxiddal reagáltatjuk. Például a kalcium-bromid előállítását vesszük figyelembe:

A Ca (OH) ₂ + 2HBr => CABR ₂ + H ₂ O

További példa a nátrium-bromid:

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

Így számos szervetlen bromid előállítható.

Alkil-halogenidek szintézise

És mi van a bio-bromidokkal? Ezek brómozott szerves vegyületek: RBr vagy ArBr.

Alkoholok kiszáradása

A nyersanyag alkoholok lehetnek. Amikor a HBr savassága protonálódik, vizet képeznek, amely jó távozó csoport, és helyére beépül a nagyméretű Br-atom, amely kovalensen kötődik a szénhez:

ROH + HBr => R-Br + H ₂ O

Ez dehidratálást hőmérsékleten végezzük 100 ° C feletti, annak érdekében, hogy megkönnyítsék a törés az R-OH ₂ ⁺ kötés.

Kiegészítés az alkénekhez és alkinekhez

A HBr-molekulát hozzáadhatjuk vizes oldatából az alkén vagy alkin kettős vagy hármas kötéséhez:

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Különféle termékeket lehet előállítani, de egyszerű körülmények között a terméket elsősorban abban az esetben állítják elő, amikor a bróm egy szekunder, tercier vagy kvaterner szénhez kapcsolódik (Markovnikov-szabály).

Ezek a halogenidek részt vesznek más szerves vegyületek szintézisében, és felhasználási köre nagyon széles. Hasonlóképpen, néhányuk felhasználható új gyógyszerek szintézisében vagy tervezésében is.

Éterek hasítása

Az éterekből két alkil-halogenid nyerhető egyidejűleg, amelyek mindegyike a kiindulási RO-R 'éter két R vagy R' oldalsó láncának egyikét hordozza. Valami hasonló történik az alkoholok dehidrációjával, de reakciómechanizmusuk eltérő.

A reakció a következő kémiai egyenlettel vázolható fel:

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

És víz is szabadul fel.

Katalizátor

Savassága olyan, hogy hatékony savkatalizátorként használható. Ahelyett, hogy hozzáadjuk a Br ^- anion, hogy a molekuláris szerkezete, ez teszi módon egy másik molekulának erre.

Irodalom

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Szerves kémia. Aminok. (10 ^th kiadás.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Szerves kémia. (Hatodik kiadás). Mc Graw Hill.
3. Steven A. Hardinger. (2017). A szerves kémia szemléltetett szótára: hidrogén-bromid. Helyreállítva: chem.ucla.edu
4. Wikipedia. (2018). Hidrobrómsav. Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Pubchem. (2018). Hidrobrómsav. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Országos Munkahelyi Biztonsági és Higiéniai Intézet. (2011). Hidrogén-bromid. Helyreállítva: insht.es
7. PrepChem. (2016). Sósav előállítása. Helyreállítva: prepchem.com