ASID HIDROBROMIK (HBR): STRUKTUR, SIFAT, PEMBENTUKAN - KIMIA - 2026

The asid hydrobromic adalah sebatian bukan organik adalah penyelesaian akueus gas dipanggil hidrogen bromida. Formula kimianya adalah HBr, dan ia dapat dipertimbangkan dengan cara yang setara yang berbeza: sebagai hidrida molekul, atau hidrogen halida di dalam air; iaitu hidrid.

Dalam persamaan kimia, ia harus ditulis sebagai HBr (ac), sehingga menunjukkan bahawa ia adalah asid hidrobromik dan bukan gas. Asid ini adalah salah satu yang paling kuat diketahui, lebih-lebih lagi daripada asid hidroklorik, HCl. Penjelasan untuk ini terletak pada sifat ikatan kovalennya.

Sumber: KES47 melalui Wikipedia

Mengapakah HBr asid kuat, dan lebih larut dalam air? Kerana ikatan kovalen H-Br sangat lemah, kerana pertindihan orbital 1s H dan 4p Br yang lemah.

Ini tidak menghairankan jika anda melihat dengan dekat gambar atas, di mana jelas atom bromin (coklat) jauh lebih besar daripada atom hidrogen (putih).

Akibatnya, sebarang gangguan menyebabkan ikatan H-Br pecah, melepaskan ion H ⁺ . Oleh itu, asid hidrobromik adalah asid Brönsted, kerana ia memindahkan proton atau ion hidrogen. Kekuatannya sedemikian rupa sehingga digunakan dalam sintesis pelbagai sebatian organobrominasi (seperti 1-Bromo etana, CH ₃ CH ₂ Br).

Asid hidrobromik adalah, selepas hidroiodik, HI, salah satu hidrid terkuat dan paling berguna untuk pencernaan sampel pepejal tertentu.

Struktur asid hidrobromik

Gambar menunjukkan struktur H-Br, yang sifat dan ciri, bahkan gas, sangat berkaitan dengan larutan berairnya. Itulah sebabnya ada titik di mana terdapat kekeliruan mengenai mana dua sebatian yang disebut: HBr atau HBr (ac).

Struktur HBr (ac) berbeza dengan HBr, kerana sekarang molekul air memecahkan molekul diatomik ini. Apabila cukup dekat, H ⁺ dipindahkan ke molekul H ₂ O seperti yang ditunjukkan oleh persamaan kimia berikut:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Oleh itu, struktur asid hidrobromik terdiri daripada ion Br ^- dan H ₃ O ^{+ yang} berinteraksi secara elektrostatik. Sekarang, ia sedikit berbeza daripada ikatan kovalen H-Br.

Keasamannya yang hebat disebabkan oleh fakta bahawa Br ^- anion yang besar hampir tidak dapat berinteraksi dengan H ₃ O ⁺ , tanpa dapat menghalangnya daripada memindahkan H ⁺ ke spesies kimia lain di sekitarnya.

Keasidan

Sebagai contoh, Cl ^- dan F ^- walaupun mereka tidak membentuk ikatan kovalen dengan H ₃ O ⁺ , mereka dapat berinteraksi melalui daya intermolekul lain, seperti ikatan hidrogen (yang hanya F ^- mampu menerima). Ikatan hidrogen F ^- -H-OH ₂ ⁺ "menghalang" sumbangan H ⁺ .

Atas sebab inilah asid hidrofluorik, HF, adalah asid yang lebih lemah dalam air daripada asid hidrobromik; kerana, interaksi ion Br ^- H ₃ O ⁺ tidak mempengaruhi pemindahan H ⁺ .

Namun, walaupun air terdapat dalam HBr (aq), tingkah lakunya pada akhirnya serupa dengan mempertimbangkan molekul H-Br; iaitu, H ⁺ dipindahkan dari HBr atau Br ^- H ₃ O ⁺ .

Sifat fizikal dan kimia

Formula molekul

HBr.

Berat molekul

80.972 g / mol. Perhatikan bahawa, seperti yang disebutkan di bagian sebelumnya, hanya HBr yang dipertimbangkan dan bukan molekul air. Sekiranya berat molekul diambil dari formula Br ^- H ₃ O ^{+ ia} akan mempunyai nilai kira-kira 99 g / mol.

Penampilan fizikal

Cecair berwarna kuning atau pucat, yang akan bergantung pada kepekatan HBr terlarut. Semakin kuning, semakin pekat dan berbahaya.

Bau

Asid, menjengkelkan.

Ambang bau

6.67 mg / m ³ .

Ketumpatan

1.49 g / cm ³ (larutan berair 48% w / w). Nilai ini, serta nilai lebur dan takat didih, bergantung pada jumlah HBr yang dilarutkan di dalam air.

Takat lebur

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (larutan berair 49% w / w)

Takat didih

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) pada 700 mmHg (larutan berair 47-49% w / w).

Keterlarutan air

-221 g / 100 ml (pada suhu 0 ° C).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Nilai-nilai ini merujuk kepada HBr gas, bukan kepada asid hidrobromik. Seperti yang dapat dilihat, apabila suhu meningkat, kelarutan HBr menurun; tingkah laku yang semula jadi dalam gas. Oleh itu, jika penyelesaian HBr (aq) pekat diperlukan, lebih baik bekerjasama dengan mereka pada suhu rendah.

Sekiranya anda bekerja pada suhu tinggi, HBr akan terlepas dalam bentuk molekul diatomik gas, jadi reaktor mesti ditutup untuk mengelakkan kebocorannya.

Ketumpatan wap

2.71 (berkaitan dengan udara = 1).

Keasidan pKa

-9.0. Pemalar negatif ini menunjukkan kekuatan keasidannya yang hebat.

Kapasiti kalori

29.1 kJ / mol.

Entalpi molar standard

198.7 kJ / mol (298 K).

Entropi molar standard

-36.3 kJ / mol.

titik pencucuhan

Tidak mudah terbakar.

Tatanama

Namanya 'asid hidrobromik' menggabungkan dua fakta: kehadiran air, dan bromin mempunyai valensi -1 dalam sebatian tersebut. Dalam bahasa Inggeris agak jelas: asid hidrobromik, di mana awalan 'hidro' (atau hidro) merujuk kepada air; walaupun, sebenarnya, ia juga boleh merujuk kepada hidrogen.

Bromin mempunyai valensi -1 kerana terikat pada atom hidrogen yang kurang elektronegatif daripada itu; tetapi jika terikat atau berinteraksi dengan atom oksigen, ia boleh mempunyai banyak valensi, seperti: +2, +3, +5 dan +7. Dengan H itu hanya dapat menggunakan valensi tunggal, dan itulah sebabnya akhiran -ico ditambahkan pada namanya.

Manakala HBr (g), hidrogen bromida, adalah anhidrat; ia tidak mempunyai air. Oleh itu, ia dinamakan di bawah piawai tatanama lain, sepadan dengan hidrogen halida.

Bagaimana ia terbentuk?

Terdapat beberapa kaedah sintetik untuk menyediakan asid hidrobromik. Sebahagian daripadanya adalah:

Campurkan hidrogen dan bromin di dalam air

Tanpa menjelaskan butiran teknikal, asid ini dapat diperoleh daripada pencampuran langsung hidrogen dan bromin dalam reaktor yang diisi dengan air.

H ₂ + Br ₂ => HBr

Dengan cara ini, semasa HBr terbentuk ia larut dalam air; ini dapat menyeretnya dalam penyulingan, jadi penyelesaian dengan kepekatan yang berbeza dapat diekstrak. Hidrogen adalah gas, dan bromin adalah cecair kemerahan gelap.

Fosforus tribromida

Dalam proses yang lebih terperinci, pasir, fosforus merah terhidrat dan bromin dicampurkan. Perangkap air diletakkan di dalam mandian ais untuk mengelakkan HBr melarikan diri dan membentuk asid hidrobromik sebagai gantinya. Reaksinya adalah:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Sulfur dioksida dan bromin

Cara lain untuk menyediakannya adalah dengan bertindak balas bromin dengan sulfur dioksida di dalam air:

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

Ini adalah tindak balas redoks. Br ₂ dikurangkan, memperoleh elektron, dengan ikatan dengan hidrogen; Walaupun SO ₂ mengoksidakan, ia kehilangan elektron apabila membentuk ikatan lebih kovalen dengan oksigen lain, seperti dalam asid sulfurik.

Permohonan

Penyediaan bromida

Garam bromida boleh dibuat dengan bertindak balas HBr (aq) dengan hidroksida logam. Sebagai contoh, pengeluaran kalsium bromida dianggap:

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CaBr ₂ + H ₂ O

Contoh lain adalah untuk natrium bromida:

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

Oleh itu, banyak bromida bukan organik dapat disediakan.

Sintesis alkil halida

Dan bagaimana dengan bromida organik? Ini adalah sebatian organobrominasi: RBr atau ArBr.

Dehidrasi alkohol

Bahan mentah untuk mendapatkannya boleh berupa alkohol. Apabila mereka diprotonasikan oleh keasidan HBr, mereka membentuk air, yang merupakan kumpulan keluar yang baik, dan di tempatnya atom Br besar digabungkan, yang akan terikat secara kovalen dengan karbon:

ROH + HBr => RBr + H ₂ O

Dehidrasi ini dilakukan pada suhu di atas 100 ° C, untuk memudahkan pemecahan ikatan R-OH ₂ ⁺ .

Penambahan alkena dan alkena

Molekul HBr dapat ditambahkan dari larutan berairnya ke ikatan dua atau tiga alkena atau alkena:

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Beberapa produk dapat diperoleh, tetapi dalam keadaan sederhana, produk tersebut terbentuk terutamanya di mana bromin dihubungkan dengan karbon sekunder, tersier atau kuarter (peraturan Markovnikov).

Halida ini terlibat dalam sintesis sebatian organik lain, dan penggunaannya sangat luas. Begitu juga, sebilangan daripadanya bahkan boleh digunakan dalam sintesis atau reka bentuk ubat baru.

Pembelahan eter

Dari eter, dua alkil halida dapat diperoleh secara serentak, masing-masing membawa salah satu dari dua rantai sisi R atau R 'dari eter awal RO-R'. Sesuatu yang serupa dengan dehidrasi alkohol berlaku, tetapi mekanisme tindak balasnya berbeza.

Tindak balas dapat digariskan dengan persamaan kimia berikut:

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

Dan air juga dilepaskan.

Pemangkin

Keasamannya boleh digunakan sebagai pemangkin asid yang berkesan. Daripada menambahkan Br ^- anion ke struktur molekul, ia memberi jalan bagi molekul lain untuk melakukannya.

Rujukan

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. Amines. ( Edisi ^ke- 10 .) Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Bukit Mc Graw.
3. Steven A. Hardinger. (2017). Glosari Ilmu Kimia Organik yang digambarkan: Asid hidrobromik. Dipulihkan dari: chem.ucla.edu
4. Wikipedia. (2018). Asid hidrobromik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
5. PubChem. (2018). Asid hidrobromik. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Institut Keselamatan dan Kebersihan Nasional di Tempat Kerja. (2011). Hidrogen bromida . Dipulihkan dari: insht.es
7. PrepChem. (2016). Penyediaan asid hidrobromik. Dipulihkan dari: prepchem.com