Характеристики, синтез и использование бромистого водорода (HBr)

бромистый водород, Химическое соединение формулы HBr представляет собой двухатомную молекулу с ковалентной связью. Это соединение классифицируется как галогеноводород, представляющий собой бесцветный газ, который при растворении в воде образует бромистоводородную кислоту, насыщающуюся до 68,85% мас. / Мас. При комнатной температуре..

Водные растворы при 47,6% мас. / Мас. Образуют постоянно кипящую азеотропную смесь, кипящую при 124,3 ° С. Менее концентрированные кипящие растворы выделяют Н2О до тех пор, пока не будет достигнут состав постоянно кипящей азеотропной смеси.

индекс

• 1 Физико-химические свойства
• 2 Реактивность и опасности
• 3 Обработка и хранение          
• 4 Синтез
• 5 использует
• 6 Ссылки

Физико-химические свойства

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

Он имеет молекулярную массу 80,91 г / моль и плотность 3,307 г / л, что делает его тяжелее воздуха. Газ конденсируется с образованием бесцветной жидкости с температурой кипения -66,73 градусов по Цельсию..

Продолжая охлаждаться, жидкость затвердевает, получая белые кристаллы, температура плавления которых составляет -86,82 градуса Цельсия с плотностью 2,603 ​​г / мл (Egon Wiberg, 2001). Внешний вид этих кристаллов иллюстрируется на фиг.3.

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

Бромистый водород более растворим в воде, чем хлористый водород, он способен растворять 221 г в 100 мл воды при температуре 0 градусов Цельсия, что эквивалентно объему 612 литров этого газа на каждый литр воды. Он также растворим в спирте и других органических растворителях..

В водном растворе (бромистоводородной кислоте) кислотные свойства HBr являются доминирующими (как в случае HF и HCl), и в связи водород-галоген он слабее в случае бромистого водорода, чем в хлористый водород.

Поэтому, если хлор пропускают через бромистый водород, наблюдается образование коричневых паров, характерных для молекулярного брома. Это объясняет следующая реакция:

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).

Экзотермически реагирует с карбонатами (включая известняк и строительные материалы, содержащие известняк) и гидрокарбонатами с образованием углекислого газа.

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

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

Бурно ответить с:

• уксусный ангидрид
• 2-аминоэтанол
• гидроксид аммония
• фосфид кальция
• хлорсульфоновая кислота
• 1,1-дифторэтилен
• этилендиамин
• полиэтиленимина
• дымящая серная кислота
• хлорная кислота
• б-пропиолактон
• 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 (Химическая карта данных, 2016).

Реактивность и опасности

Бромистый водород классифицируется как разъедающее и раздражающее соединение. Это чрезвычайно опасно в случае контакта с кожей (раздражающим и вызывающим коррозию) и глазами (раздражающим) и в случае проглатывания и вдыхания (раздражение легких).

Состав хранится в герметичных контейнерах со сжиженным газом. Длительное воздействие огня или сильного нагрева может привести к сильному разрыву контейнера под давлением, который может выстрелить, выделяя раздражающие токсичные пары..

Длительное воздействие низких концентраций или кратковременное воздействие высоких концентраций может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья при вдыхании.

В результате термического разложения безводного бромистого водорода образуются токсичные газы брома. Это может стать легковоспламеняющимся, если это реагирует, выпуская водород. При контакте с цианидом образуются токсичные газы из цианистого водорода.

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

Проглатывание вызывает ожоги рта и желудка. Попадание в глаза вызывает сильное раздражение и ожоги. Контакт с кожей вызывает раздражение и ожоги.

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

При работе с этим химикатом не следует носить контактные линзы. Если ткань глаза замерзла, вам следует немедленно обратиться к врачу.

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

Если раздражение, боль, отек или слезы не проходят, обратитесь к врачу как можно скорее..

Если это химическое вещество в растворе попадет на кожу и не замерзнет, ​​немедленно промойте кожу, загрязненную водой..

Если это химическое вещество проникает в одежду, немедленно снимите одежду и промойте кожу водой.

В случае обморожения немедленно обратитесь к врачу. Не трите пораженные участки и не промывайте их водой. Чтобы не допустить дальнейшего повреждения тканей, не пытайтесь удалять замерзшую одежду из областей с морозом..

При вдыхании большого количества этого химического вещества человека, подвергшегося воздействию, следует немедленно вывести на свежий воздух. Если дыхание прекратилось, выполните реанимацию из уст в уста. Пострадавший должен быть в тепле и покое, в дополнение к попыткам получить медицинскую помощь как можно скорее.

Если это химическое вещество в растворе проглотили, немедленно обратитесь к врачу

Обработка и хранение          

Баллоны с бромистым водородом следует хранить в прохладном и хорошо проветриваемом месте. Его обращение должно быть с адекватной вентиляцией. Хранить следует только тогда, когда температура не превышает 52 градусов по Цельсию.

Контейнеры должны быть надежно закреплены в вертикальном положении, чтобы предотвратить их падение или удары. Кроме того, установите защитный колпачок клапана, если он предусмотрен, надежно на месте вручную, а также храните заполненные и пустые контейнеры отдельно (Praxair Inc., 2016)..

При работе с продуктом под давлением должны использоваться правильно спроектированные трубы и оборудование, чтобы противостоять встречному давлению. Никогда не работайте в системе под давлением и не используйте устройство предотвращения обратного потока в трубопроводе. Газы могут вызвать быстрое удушье из-за недостатка кислорода.

Хранить и использовать с достаточной вентиляцией важно. В случае утечки закройте клапан контейнера и отключите систему безопасным и экологически безопасным способом. Затем устраните утечку. Никогда не размещайте контейнер там, где он может быть частью электрической цепи..

Кожаные защитные перчатки и обувь следует надевать при работе с баллонами. Они должны быть защищены, и для этого вы должны избегать их перетаскивания.

При перемещении цилиндра съемная крышка клапана всегда должна быть на месте. Никогда не пытайтесь поднять цилиндр за крышку, которая предназначена только для защиты клапана..

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

Запрещается вставлять какой-либо предмет (например, гаечный ключ, отвертку, монтировку) в отверстия в крышке, поскольку это может повредить клапан и вызвать утечку..

Раздвижной ремешок используется для снятия слишком плотных или ржавых крышек. Клапан должен открываться медленно, и если это невозможно, следует прекратить его использование и связаться с поставщиком. Конечно, клапан контейнера должен быть закрыт после каждого использования.

Этот контейнер должен оставаться закрытым, даже если он пуст. Никогда не ставьте пламя или локальное тепло непосредственно на какую-либо часть контейнера. Высокие температуры могут повредить контейнер и вызвать преждевременный выход из строя устройства для сброса давления, выпуская содержимое контейнера (praxair inc., 2016).

синтез

Газообразный бромистый водород может быть изготовлен в лаборатории путем бромирования тетралина (1,2,3,4-тетрагидронафталина). Недостатком является то, что половина брома теряется. Выход составляет приблизительно 94%, или, что то же самое, 47% брома заканчивается как HBr..

С₁₀H₁₂ + 4 руб.₂ → C₁₀H₈бром₄ + 4 HBr

Газообразный бромистый водород также может быть синтезирован в лаборатории реакцией концентрированной серной кислоты на бромид натрия.

NaBr (s) + H₂SW₄ → HBr (г) + NaHSO₄

Недостатком этого способа является то, что большая часть продукта теряется при окислении избытком серной кислоты с образованием брома и диоксида серы..

2 HBr + H₂SW₄ → Br₂ + SW₂ + 2 ч₂О

Бромистый водород можно получить в лаборатории путем реакции между очищенным газообразным водородом и бромом. Это катализируется платиновым асбестом и проводится в кварцевой трубке при 250 ° C..

бром₂ + H₂[Pt] → 2 HBr

Мелкомасштабный безводный бромистый водород также может быть получен путем термолиза трифенилфосфонийбромида в кипящем с обратным холодильником ксилоле..

HBr может быть получен методом красного фосфора. Сначала в водный реактор добавляют красный фосфор, а затем медленно перемешивают бром и реакцию бромистоводородной кислоты и фосфористой кислоты путем осаждения, фильтрации и полученной дистилляции будет бромистоводородная кислота..

P₄+6 руб.₂+12 ч₂O → 12 HBr + 4 H₃ПО₃

Бромистый водород, полученный вышеуказанными способами, может быть загрязнен Br₂, который можно удалить, пропуская газ через раствор фенола в тетрахлорметане или другом подходящем растворителе при комнатной температуре, получая 2,4,6-трибромфенол и, таким образом, генерируя больше HBr.

Этот процесс также может быть осуществлен через медную крошку или медную марлю при высокой температуре (Водород: бромистый водород, 1993-2016).

приложений

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

Он также используется в фотографических и фармацевтических целях или для синтеза седативных и анестетиков. Кроме того, он применяется в промышленной сушке, отделке текстиля, покрытиях, обработке поверхности и огнезащитных средствах..

Это соединение также используется для травления листов поликремния, для изготовления компьютерных чипов (Interscan Corporation, 2017).

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

В нефтяной промышленности он используется в качестве разделения алкокси и фенокси соединений и катализатора для окисления циклических углеводородов и углеводородов в цепи до кетонов, кислот или перекисей. Это также используется в синтетических красителях и специях.

Высококачественный газообразный HBr используется для сжигания и очистки полупроводникового сырья (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Соединение используется в качестве аналитического реагента 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 является распространенным реагентом в органической химии, используется для окисления и катализа. Он также эффективен при извлечении некоторых металлических минералов (Бромистый водород, 2016).

ссылки

1. Корпорация Интерскан. (2017). Приборы для мониторинга бромистого водорода и бромистого водорода. Получено с gasdetection.com.
2. Химический паспорт. (2016). Получено из БРОМИДА ВОДОРОДА, БЕЗВОДНЫЙ: cameochemicals.noaa.gov.
3. Эгон Виберг, Н. В. (2001). Неорганическая химия Академическая пресса.
4. Бромистый водород. (2016). Получено из ChemicalBook.
5. Водород: бромистый водород. (1993-2016). Получено из WebElements.
6. Паспорт безопасности материала Бромистый водород. (2005, 9 октября). Получено с sciencelab.com.
7. Национальный центр биотехнологической информации. (S.F.). База данных PubChem Compound; CID = 260. Получено из 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. (Н.Д.). бромистый водород. Получено с www.sdk.co.jp.