The bromida hidrogen , sebatian formula HBr kimia adalah molekul dwiatom dengan ikatan kovalen. Sebatian tersebut diklasifikasikan sebagai hidrogen halida, menjadi gas tidak berwarna yang, apabila dilarutkan dalam air, membentuk asid hidrobromik, tepu dirinya pada 68.85% w / p pada suhu bilik.
Larutan berair pada 47.6% w / w membentuk campuran azeotropik mendidih berterusan yang mendidih pada 124.3 darjah selsius. Larutan mendidih yang kurang pekat melepaskan H2O sehingga komposisi campuran azeotropik mendidih berterusan dicapai.
Rajah 1: Struktur hidrogen bromida.
Sifat fizikal dan kimia
Hydrogen Bromide adalah gas tidak berwarna pada suhu bilik dengan bau masam dan menjengkelkan. Kompaun itu stabil, tetapi secara beransur-ansur menjadi gelap ketika terkena udara atau cahaya seperti yang digambarkan dalam Rajah 2 (Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi, SF).
Rajah 2: penampilan hidrogen bromida.
Ia mempunyai berat molekul 80.91 g / mol dan ketumpatan 3.307 g / L, yang menjadikannya lebih berat daripada udara. Gas itu mengembun menghasilkan cecair tidak berwarna dengan takat didih -66.73 darjah Celsius.
Semasa terus menyejuk, cairan itu menguat, memperoleh kristal putih, yang takat leburnya -86.82 darjah selsius dengan ketumpatan 2.603 g / ml (Egon Wiberg, 2001). Penampilan kristal ini digambarkan dalam Rajah 3.
Rajah 3: penampilan hidrogen bromida.
Jarak ikatan antara bromin dan hidrogen ialah 1.414 angstrom dan tenaga pemisahannya ialah 362.5 kJ / mol.
Hidrogen bromida lebih larut dalam air daripada hidrogen klorida, dan 221 g dapat dilarutkan dalam 100 ml air pada 0 darjah celcius, yang setara dengan isipadu 612 liter gas ini untuk setiap liter air. Ia juga larut dalam alkohol dan pelarut organik lain.
Dalam larutan berair (asid hidrobromik) sifat asid HBr dominan, (seperti halnya HF dan HCl) dan, dalam ikatan antara hidrogen dan halogen, lebih lemah dalam hal hidrogen bromida daripada hidrogen klorida.
Oleh itu, jika klorin disalurkan melalui hidrogen bromida, pembentukan wap coklat ciri molekul bromin diperhatikan. Reaksi yang menjelaskannya adalah berikut:
2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2
Ini menunjukkan bahawa hidrogen bromida adalah agen pengurang yang lebih kuat daripada hidrogen klorida dan hidrogen klorida adalah agen pengoksidaan yang lebih baik.
Hidrogen bromida adalah asid anhidrat yang kuat (tanpa air). Tindak balas dengan cepat dan eksotermik dengan asas semua jenis (termasuk amina dan amida).
Bertindak secara eksotermik dengan karbonat (termasuk bahan binaan yang mengandungi batu kapur dan batu kapur) dan hidrogen karbonat untuk menghasilkan karbon dioksida.
Bertindak balas dengan sulfida, karbida, borida, dan fosfida untuk menghasilkan gas mudah terbakar atau toksik.
Bertindak balas dengan banyak logam (termasuk aluminium, zink, kalsium, magnesium, besi, timah, dan semua logam alkali) untuk menghasilkan gas hidrogen yang mudah terbakar.
Balas dengan kasar dengan:
- anhidrida asetik
- 2-aminoetanol
- ammonium hidroksida
- kalsium fosfida
- asid klorosulfonik
- 1,1-difluoroetilena
- etilenediamin
- etilenaimin
- pengasapan asid sulfurik
- asid perklorik
- b-propriolakton
- OXID propilena
- perklorat perak
- Uranium (IV) fosfida
- vinil asetat
- kalsium karbida
- rubidium karbida
- cesium asetilida
- rubidium asetilida
- magnesium borida
- merkuri (II) sulfat
- kalsium fosfida
- kalsium karbida (Lembaran Data Kimia, 2016).
Kereaktifan dan bahaya
Hidrogen bromida dikelaskan sebagai sebatian yang mengakis dan merengsa. Ia sangat berbahaya sekiranya terkena kulit (merengsa dan menghakis) dan mata (merengsa) dan sekiranya tertelan dan penyedutan (perengsa paru-paru).
Sebatian itu disimpan dalam bekas gas cecair bertekanan. Pendedahan yang berpanjangan kepada api atau panas yang kuat dapat mengakibatkan pecahnya bekas yang bertekanan, yang dapat dilepaskan sehingga melepaskan asap beracun yang menjengkelkan.
Pendedahan yang berpanjangan kepada kepekatan rendah atau pendedahan jangka pendek terhadap kepekatan tinggi boleh mengakibatkan kesan buruk kepada kesihatan akibat penyedutan.
Penguraian termal hidrogen bromida anhidrat menghasilkan gas bromin toksik. Ia boleh menjadi mudah terbakar jika bertindak balas dengan membebaskan hidrogen. Bersentuhan dengan sianida ia menghasilkan gas hidrogen sianida toksik.
Penyedutan menyebabkan kerengsaan teruk pada hidung dan saluran pernafasan atas, yang boleh menyebabkan kecederaan paru-paru.
Pengingesan menyebabkan luka bakar di mulut dan perut. Sentuhan dengan mata menyebabkan kerengsaan dan luka bakar yang teruk. Sentuhan dengan kulit menyebabkan kegatalan dan luka bakar.
Sekiranya larutan bahan kimia ini bersentuhan dengan mata, mereka mesti segera dibilas dengan sejumlah besar air, kadang-kadang mengangkat kelopak mata bawah dan atas.
Kanta lekap tidak boleh dipakai semasa menggunakan bahan kimia ini. Sekiranya tisu mata membeku, dapatkan bantuan perubatan segera.
Sekiranya tisu tidak beku, segera bilas mata dengan air dalam jumlah yang banyak sekurang-kurangnya 15 minit, sesekali angkat penutup bawah dan atas.
Sekiranya kerengsaan, sakit, bengkak atau terkoyak berterusan, dapatkan rawatan perubatan secepat mungkin.
Sekiranya bahan kimia ini dalam larutan bersentuhan dengan kulit dan tidak menyebabkan radang dingin, segera bilas kulit yang tercemar dengan air.
Sekiranya bahan kimia ini terkena pakaian, segera buang pakaian dan basuh kulit dengan air.
Sekiranya radang dingin berlaku, dapatkan rawatan perubatan dengan segera. Jangan menggosok kawasan yang terjejas atau bilas dengan air. Untuk mengelakkan kerosakan pada kain lebih lanjut, tidak ada usaha untuk membuang pakaian beku dari kawasan yang beku.
Sekiranya sejumlah besar bahan kimia ini dihirup, orang yang terdedah harus segera dipindahkan ke udara segar. Sekiranya pernafasan berhenti, lakukan resusitasi mulut ke mulut. Mangsa harus tetap hangat dan rehat, dan rawatan perubatan harus segera dicari.
Sekiranya bahan kimia dalam larutan ini telah ditelan, segera dapatkan rawatan perubatan.
Pengendalian dan penyimpanan
Silinder hidrogen bromida hendaklah disimpan di tempat yang sejuk dan berventilasi baik. Pengendaliannya mestilah dengan pengudaraan yang mencukupi. Ia hanya boleh disimpan apabila suhu tidak melebihi 52 darjah celcius.
Bekas mesti diikat dengan kuat dalam kedudukan tegak untuk mengelakkannya jatuh atau terkena. Di samping itu, pasangkan penutup pelindung injap, jika disediakan, dengan betul di tempat dengan tangan, dan simpan bekas kosong dan penuh secara berasingan (praxair inc., 2016).
Semasa mengendalikan produk di bawah tekanan, paip dan peralatan yang dirancang dengan betul harus digunakan untuk menahan tekanan yang dihadapi. Jangan sekali-kali bekerja pada sistem bertekanan dan gunakan alat pencegahan aliran balik di saluran paip. Gas boleh menyebabkan sesak nafas yang cepat kerana kekurangan oksigen.
Simpan dan gunakan dengan pengudaraan yang mencukupi adalah penting. Sekiranya berlaku kebocoran, tutup injap bekas dan matikan sistem dengan cara yang selamat dan mesra alam. Kemudian perbaiki kebocoran. Jangan sekali-kali meletakkan bekas di tempat yang boleh menjadi bahagian litar elektrik.
Sarung tangan keselamatan kulit dan kasut yang sesuai harus dipakai semasa mengendalikan silinder. Ini mesti dilindungi dan untuk ini mereka mesti dielakkan, diseret, digulung atau tergelincir.
Semasa menggerakkan silinder, penutup injap yang boleh ditanggalkan harus selalu disimpan di tempatnya. Jangan sekali-kali cuba mengangkat silinder dengan penutupnya, yang bertujuan semata-mata untuk melindungi injap.
Semasa menggerakkan silinder, walaupun untuk jarak pendek, gunakan troli (troli, trak tangan, dll.) Yang direka untuk mengangkut silinder.
Objek (contohnya, sepana, pemutar skru, bilah pry) tidak boleh dimasukkan ke dalam bukaan penutup kerana tindakan itu boleh merosakkan injap dan menyebabkan kebocoran.
Sepana tali boleh laras digunakan untuk menghilangkan penutup yang terlalu ketat atau berkarat. Injap harus dibuka dengan perlahan dan jika ini tidak mungkin, berhenti menggunakannya dan hubungi pembekal anda. Sudah tentu, injap bekas mesti ditutup selepas setiap penggunaan.
Bekas tersebut mesti ditutup walaupun kosong. Api atau haba yang dilokalisasi tidak boleh digunakan terus ke bahagian mana-mana bekas. Suhu tinggi boleh merosakkan bekas dan menyebabkan alat pelepas tekanan gagal pada waktunya, membuang kandungan bekas (praxair inc., 2016).
Sintesis
Hidrogen bromida gas boleh dihasilkan di makmal dengan brominasi tetralin (1, 2, 3, 4-tetrahydronaphthalene). Kelemahannya ialah separuh daripada bromin hilang. Hasilnya kira-kira 94%, atau sama, 47% bromin berakhir sebagai HBr.
C 10 H 12 + 4 Br 2 → C 10 H 8 Br 4 + 4 HBr
Gas hidrogen bromida juga dapat disintesis di makmal dengan bertindak balas asid sulfurik pekat dengan natrium bromida.
NaBr (s) + H 2 SO 4 → HBr (g) + NaHSO 4
Kelemahan kaedah ini ialah banyak produk hilang oleh pengoksidaan dengan asid sulfurik berlebihan untuk membentuk bromin dan sulfur dioksida.
2 HBr + H 2 SO 4 → Br 2 + SO 2 + 2 H 2 O
Hidrogen bromida boleh dibuat di makmal dengan tindak balas antara gas hidrogen yang disucikan dan bromin. Ini dikatalisis oleh asbestos platinum dan dijalankan dalam tiub kuarza pada suhu 250 ° C.
Br 2 + H 2 → 2 HBr
Hidrogen bromida anhidrat juga dapat dihasilkan dalam skala kecil dengan termolisis tripenilfosfonium bromida dalam xilena dalam keadaan refluks.
HBr boleh didapati dengan kaedah fosforus merah. Pertama, fosfor merah ditambahkan ke dalam reaktor air dan kemudian, perlahan-lahan, bromin dalam kacau dan tindak balas asid hidrobromik dan asid fosfor, dengan pemendapan, penapisan dan penyulingan yang diperolehi adalah asid hidrobromik.
P 4 +6 Br 2 +12 H 2 O → 12 HBr + 4 H 3 PO 3
Hidrogen bromida yang disediakan dengan kaedah di atas dapat dicemari dengan Br 2 , yang dapat dikeluarkan dengan mengalirkan gas melalui larutan fenol dalam tetraklorometana atau pelarut lain yang sesuai pada suhu bilik, menghasilkan 2, 4, 6-tribromofenol dan dengan itu menghasilkan ditambah HBr.
Proses ini juga dapat dilakukan melalui kerepek tembaga suhu tinggi atau kasa tembaga (Hidrogen: hidrogen bromida, 1993-2016).
Permohonan
HBr digunakan dalam pembuatan bromida organik, seperti metil bromida, bromoetana, dan lain-lain, dan yang tidak organik, seperti natrium bromida, kalium bromida, litium bromida, dan kalsium bromida, dll.
Ia juga digunakan dalam aplikasi fotografi dan farmaseutikal atau untuk sintesis ubat penenang dan anestetik. Di samping itu, ia digunakan dalam pengeringan industri, kemasan tekstil, agen pelapis, agen rawatan permukaan dan tahan api.
Kompaun ini juga digunakan untuk membentuk kepingan polisilikon, untuk pembuatan cip komputer (Interscan Corporation, 2017).
Hidrogen bromida adalah pelarut yang baik untuk beberapa mineral logam, yang digunakan dalam penyempurnaan logam dengan kemurnian tinggi.
Dalam industri petroleum, ia digunakan sebagai pemisahan sebatian alkoksi dan fenoksi, dan pemangkin untuk pengoksidaan hidrokarbon siklik dan hidrokarbon rantai kepada keton, asid atau peroksida. Ia juga digunakan dalam pewarna dan rempah sintetik.
Gas berkualiti tinggi dari HBr digunakan untuk mengukir dan membersihkan bahan mentah semikonduktor (SHOWA DENKO KK, nd).
Sebatian ini digunakan sebagai reagen analitik dalam penentuan sulfur, selenium, bismut, zink dan besi, untuk pemisahan timah dari arsenik dan antimoni. Ia adalah pemangkin alkilasi dan agen pengurangan yang digunakan dalam sintesis organik.
Hidrogen bromida boleh digunakan untuk penghasilan asid hidrobromik. Asid hidrobromik adalah asid mineral yang sangat kuat, lebih kuat daripada asid hidroklorik.
HBr sangat reaktif dan menghakis kebanyakan logam. Asid adalah reagen biasa dalam kimia organik, digunakan untuk pengoksidaan dan pemangkinan. Ia juga berkesan dalam pengambilan mineral logam tertentu (Hydrogen bromide, 2016).
Rujukan
- Interscan Corporation. (2017). Instrumentasi Pemantauan Hidrogen Bromida-dan Hidrogen Bromida. Diperolehi dari gasdetection.com.
- Lembaran Data Kimia. (2016). Diperolehi dari HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
- Egon Wiberg, NW (2001). Kimia bukan organik. Akhbar akademik.
- Hidrogen bromida. (2016). Diperolehi dari ChemicalBook.
- Hidrogen: hidrogen bromida. (1993-2016). Diperoleh dari WebElements.
- Lembaran Data Keselamatan Bahan Hidrogen bromida. (2005, 9 Oktober). Diperolehi dari sciencelab.com.
- Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (SF). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 260. Diperolehi dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- praxair inc. (2016, 17 Oktober). Hidrogen bromida, Lembaran Data Keselamatan anhidrat P-4605. Diperolehi dari praxair.com.
- SHOWA DENKO KK (nd). hidrogen bromida. Diperolehi dari www.sdk.co.jp.