БРОМИСТЫЙ ВОДОРОД (HBR): ХАРАКТЕРИСТИКИ, СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Бромистый водород , соединение формулы HBr химического вещества двухатомной молекулы с ковалентной связью. Соединение классифицируется как галогенид водорода, представляющий собой бесцветный газ, который при растворении в воде образует бромистоводородную кислоту, насыщаясь до 68,85% масс. / Р при комнатной температуре.

Водные растворы при 47,6% мас. / Мас. Образуют постоянно кипящую азеотропную смесь, кипящую при температуре 124,3 ° C. Менее концентрированные кипящие растворы выделяют H2O до тех пор, пока не будет достигнут состав постоянно кипящей азеотропной смеси.

Рисунок 1: Структура бромистого водорода.

Физические и химические свойства

Бромистый водород - это бесцветный газ при комнатной температуре с кислым раздражающим запахом. Соединение стабильно, но постепенно темнеет при воздействии воздуха или света, как показано на Рисунке 2 (Национальный центр биотехнологической информации, Сан-Франциско).

Рисунок 2: внешний вид бромистого водорода.

Он имеет молекулярную массу 80,91 г / моль и плотность 3,307 г / л, что делает его тяжелее воздуха. Газ конденсируется, образуя бесцветную жидкость с температурой кипения -66,73 градуса Цельсия.

По мере охлаждения жидкость затвердевает, образуя белые кристаллы, температура плавления которых составляет -86,82 градуса Цельсия при плотности 2,603 ​​г / мл (Egon Wiberg, 2001). Внешний вид этих кристаллов показан на рисунке 3.

Рисунок 3: внешний вид бромистого водорода.

Расстояние связи между бромом и водородом составляет 1,414 ангстрем, а их энергия диссоциации составляет 362,5 кДж / моль.

Бромистый водород более растворим в воде, чем хлористый водород, и 221 г может быть растворен в 100 мл воды при 0 градусах Цельсия, что эквивалентно объему 612 литров этого газа на каждый литр воды. Он также растворим в спирте и других органических растворителях.

В водном растворе (бромистоводородная кислота) кислотные свойства HBr являются доминирующими (как в случае HF и HCl), а в связи между водородом и галогеном она слабее в случае бромистого водорода, чем в хлористый водород.

Следовательно, если хлор пропускать через бромистый водород, наблюдается образование коричневых паров, характерных для молекулярного брома. Реакция, объясняющая это, следующая:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Это свидетельствует о том, что бромистый водород является более сильным восстановителем, чем хлористый водород, и что хлористый водород является лучшим окислителем.

Бромистый водород - сильная безводная кислота (без воды). Быстро и экзотермически реагирует с основаниями всех типов (включая амины и амиды).

Реагирует экзотермически с карбонатами (включая известняк и строительные материалы, содержащие известняк) и гидрокарбонатами с образованием диоксида углерода.

Реагирует с сульфидами, карбидами, боридами и фосфидами с образованием легковоспламеняющихся или токсичных газов.

Реагирует со многими металлами (включая алюминий, цинк, кальций, магний, железо, олово и все щелочные металлы) с образованием легковоспламеняющегося газообразного водорода.

Яростно ответьте:

• уксусный ангидрид
• 2-аминоэтанол
• гидроксид аммония
• фосфид кальция
• хлорсульфоновая кислота
• 1,1-дифторэтилен
• этилендиамин
• полиэтиленимина
• дымящая серная кислота
• хлорная кислота
• б-propriolactone
• ОКСИД пропилена
• перхлорат серебра
• Фосфид урана (IV)
• винилацетат
• карбид кальция
• карбид рубидия
• ацетилид цезия
• ацетилид рубидия
• борид магния
• сульфат ртути (II)
• фосфид кальция
• карбид кальция (Chemical Datasheet, 2016).

Реакционная способность и опасности

Бромистый водород классифицируется как едкое и раздражающее соединение. Это чрезвычайно опасно при попадании на кожу (раздражающее и разъедающее) и в глаза (раздражающее), а также при проглатывании и вдыхании (раздражение легких).

Состав хранится в баллонах со сжиженным газом под давлением. Продолжительное воздействие огня или сильной жары может привести к сильному разрыву контейнера под давлением, который может высвободиться с выделением раздражающих токсичных паров.

Продолжительное воздействие низких концентраций или кратковременное воздействие высоких концентраций может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья из-за вдыхания.

Термическое разложение безводного бромистого водорода дает токсичные газы брома. Он может стать легковоспламеняющимся, если реагирует с выделением водорода. При контакте с цианидом выделяет токсичные газы цианистого водорода.

Вдыхание вызывает сильное раздражение носа и верхних дыхательных путей, что может вызвать повреждение легких.

Проглатывание вызывает ожоги во рту и желудке. Попадание в глаза вызывает сильное раздражение и ожоги. Попадание на кожу вызывает раздражение и ожоги.

Если это химическое вещество в растворе попало в глаза, их следует немедленно промыть большим количеством воды, иногда приподнимая нижнее и верхнее веко.

Контактные линзы нельзя носить при работе с этим химическим веществом. Если ткань глаза замерзла, немедленно обратитесь за медицинской помощью.

Если ткань не замерзла, немедленно и тщательно промойте глаза большим количеством воды в течение не менее 15 минут, периодически приподнимая нижнее и верхнее веко.

Если раздражение, боль, отек или слезотечение не проходят, как можно скорее обратитесь за медицинской помощью.

Если это химическое вещество в растворе попадает на кожу и не вызывает обморожения, немедленно промойте загрязненную кожу водой.

При попадании этого химического вещества на одежду немедленно снимите одежду и промойте кожу водой.

В случае обморожения немедленно обратитесь за медицинской помощью. Не трите пораженные участки и не смывайте водой. Чтобы предотвратить дальнейшее повреждение ткани, не пытайтесь снимать замерзшую одежду с морозных участков.

При вдыхании большого количества этого химического вещества пострадавшего следует немедленно вывести на свежий воздух. Если дыхание остановилось, выполните реанимацию «рот в рот». Пострадавшего следует держать в тепле и покое и как можно скорее обратиться за медицинской помощью.

Если это химическое вещество в растворе было проглочено, немедленно обратитесь за медицинской помощью.

Обращение и хранение

Баллоны с бромоводородом следует хранить в прохладном, хорошо вентилируемом месте. При обращении с ним необходимо обеспечить соответствующую вентиляцию. Хранить его следует только при температуре не выше 52 градусов по Цельсию.

Контейнеры должны быть надежно закреплены в вертикальном положении, чтобы предотвратить их падение или удары. Кроме того, вручную установите защитный колпачок клапана, если он есть, и храните полные и пустые контейнеры отдельно (praxair inc., 2016).

При работе с продуктом под давлением следует использовать правильно спроектированные водопроводные трубы и оборудование, способные выдержать возникающее давление. Никогда не работайте в системе, находящейся под давлением, и не используйте устройство предотвращения обратного потока в трубопроводе. Газы могут вызвать быстрое удушье из-за недостатка кислорода.

Важно хранить и использовать при соответствующей вентиляции. В случае утечки закройте вентиль контейнера и отключите систему безопасным и экологически безопасным способом. Затем устраните утечку. Никогда не размещайте емкость там, где она может быть частью электрической цепи.

При работе с баллонами необходимо носить кожаные защитные перчатки и подходящую обувь. Они должны быть защищены, и для этого их нужно избегать, перетаскивать, катить или сдвигать.

При перемещении баллона съемную клапанную крышку следует всегда держать на месте. Никогда не пытайтесь поднять баллон за крышку, которая предназначена исключительно для защиты клапана.

При перемещении баллонов даже на короткие расстояния используйте тележку (тележку, ручную тележку и т. Д.), Предназначенную для транспортировки баллонов.

Предмет (например, гаечный ключ, отвертка, монтировка) никогда не следует вставлять в отверстия в крышке, так как это может повредить клапан и вызвать утечку.

Регулируемый ленточный ключ используется для снятия слишком тугих или заржавевших крышек. Клапан должен открываться медленно, и если это невозможно, прекратите его использование и обратитесь к поставщику. Разумеется, клапан контейнера должен быть закрыт после каждого использования.

Указанный контейнер необходимо держать закрытым, даже когда он пустой. Ни в коем случае нельзя направлять пламя или локальное тепло непосредственно на какую-либо часть емкости. Высокие температуры могут повредить контейнер и вызвать преждевременный выход из строя устройства сброса давления, в результате чего содержимое контейнера будет удалено (praxair inc., 2016).

Синтез

Газообразный бромистый водород может быть произведен в лаборатории путем бромирования тетралина (1,2,3,4-тетрагидронафталина). Обратной стороной является потеря половины брома. Выход составляет примерно 94%, или, что то же самое, 47% брома превращается в HBr.

C ₁₀ H ₁₂ + 4 Br ₂ → C ₁₀ H ₈ Br ₄ + 4 HBr

Бромоводородный газ также можно синтезировать в лаборатории путем реакции концентрированной серной кислоты с бромидом натрия.

NaBr (т) + H ₂ SO ₄ → HBr (г) + NaHSO ₄

Недостатком этого метода является то, что большая часть продукта теряется в результате окисления избытком серной кислоты с образованием брома и диоксида серы.

2 HBr + H ₂ SO ₄ → Br ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O

Бромистый водород можно получить в лаборатории путем реакции очищенного газообразного водорода с бромом. Это катализируется платиновым асбестом и проводится в кварцевой трубке при 250 ° C.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Безводный бромистый водород также может быть получен в небольших масштабах термолизом трифенилфосфонийбромида в ксилоле при кипячении с обратным холодильником.

HBr может быть получен методом красного фосфора. Сначала в водяной реактор добавляют красный фосфор, а затем медленно бром при перемешивании и реакции бромистоводородной кислоты и фосфористой кислоты путем осаждения, фильтрации и отгонки получают бромистоводородную кислоту.

P ₄ +6 Br _{2 +} 12 H ₂ O → 12 HBr + 4 H ₃ PO ₃

Бромистый водород, полученный указанными выше способами, может быть загрязнен Br ₂ , который можно удалить, пропуская газ через раствор фенола в тетрахлорметане или другом подходящем растворителе при комнатной температуре, с образованием 2, 4, 6-трибромфенола и, таким образом, с образованием плюс HBr.

Этот процесс также можно проводить с помощью высокотемпературной медной стружки или медной сетки (водород: бромистый водород, 1993-2016).

Приложения

HBr используется в производстве органических бромидов, таких как бромистый метил, бромэтан и т. Д., И неорганических, таких как бромид натрия, бромид калия, бромид лития, бромид кальция и т. Д.

Он также используется в фотографических и фармацевтических целях или для синтеза седативных и анестетических средств. Кроме того, он применяется при промышленной сушке, отделке текстиля, нанесении покрытий, средств для обработки поверхностей и огнезащиты.

Компаунд также используется для травления листов поликремния при производстве компьютерных микросхем (Interscan Corporation, 2017).

Бромистый водород является хорошим растворителем для некоторых металлических минералов, используемых при очистке металлов высокой чистоты.

В нефтяной промышленности он используется для разделения алкокси- и феноксисоединений, а также в качестве катализатора окисления циклических углеводородов и цепных углеводородов до кетонов, кислоты или пероксида. Он также используется в синтетических красителях и специях.

Высококачественный газ HBr используется для травления и очистки полупроводникового сырья (SHOWA DENKO KK, nd).

Соединение используется как аналитический реагент при определении серы, селена, висмута, цинка и железа, для отделения олова от мышьяка и сурьмы. Это катализатор алкилирования и восстановитель, используемый в органическом синтезе.

Бромистый водород можно использовать для производства бромистоводородной кислоты. Бромистоводородная кислота - очень сильная минеральная кислота, более сильная, чем соляная кислота.

HBr обладает высокой реакционной способностью и вызывает коррозию большинства металлов. Кислота - это обычный реагент в органической химии, используемый для окисления и катализа. Он также эффективен при добыче некоторых металлических минералов (бромистый водород, 2016).

Ссылки

1. Корпорация Интерскан. (2017). Приборы для мониторинга бромистого и бромоводородного водорода. Получено с сайта gasdetection.com.
2. Химический паспорт. (2016). Получено с сайта БРОМИД ВОДОРОДА, БЕЗВОДНЫЙ: cameochemicals.noaa.gov.
3. Эгон Виберг, NW (2001). Неорганическая химия. Академическая пресса.
4. Бромоводород. (2016). Получено из ChemicalBook.
5. Водород: бромистый водород. (1993-2016). Получено из WebElements.
6. Паспорт безопасности материала Бромистый водород. (2005, 9 октября). Получено с сайта sciencelab.com.
7. Национальный центр биотехнологической информации. (СФ). База данных PubChem Compound; CID = 260. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17 октября). Бромистый водород, безводный Паспорт безопасности P-4605. Получено с сайта praxair.com.
9. ШОВА ДЕНКО К.К. (б. Д.). бромистый водород. Получено с www.sdk.co.jp.