VETYBROMIDI (HBR): OMINAISUUDET, SYNTEESI JA KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Vetybromidin, kaavan HBr kemikaali on kaksiatomisen molekyylin kovalenttinen sidos. Yhdiste luokitellaan vetyhalogenidiksi, joka on väritön kaasu, joka veteen liukeneessaan muodostaa bromivetyhappoa kyllästyen 68,8 paino-% paino / p huoneenlämpötilassa.

Vesipitoiset liuokset, joiden paino on 47,6 paino-%, muodostavat vakiona kiehuvan aseotrooppisen seoksen, joka kiehuu 124,3 celsiusastetta. Vähemmän konsentroituneet, kiehuvat liuokset vapauttavat H20: ta, kunnes vakiona kiehuvan atseotrooppisen seoksen koostumus saavutetaan.

Kuvio 1: vetybromidin rakenne.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Vetybromidi on väritön kaasu huoneenlämmössä, jolla on hapan, ärsyttävä haju. Yhdiste on stabiili, mutta tummuu vähitellen altistettuna ilmalle tai valolle, kuten kuvassa 2 on esitetty (National Center for Biotechnology Information, SF).

Kuvio 2: vetybromidin ulkonäkö.

Sen molekyylipaino on 80,91 g / mol ja tiheys 3,307 g / L, mikä tekee siitä raskaamman kuin ilma. Kaasu kondensoituu tuottaen väritöntä nestettä, jonka kiehumispiste on -66,73 celsiusastetta.

Kun se jatkaa jäähtymistä, neste jähmettyy, jolloin saadaan valkoisia kiteitä, joiden sulamispiste on -86,82 celsiusastetta ja tiheys 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Näiden kiteiden ulkonäkö on esitetty kuviossa 3.

Kuvio 3: vetybromidin ulkonäkö.

Bromin ja vedyn välinen sidosetäisyys on 1,414 angströmiä ja niiden dissosiaatioenergia on 362,5 kJ / mol.

Vetybromidi liukenee veteen enemmän kuin kloorivety, ja 221 g voidaan liuottaa 100 ml: aan vettä lämpötilassa 0 celsiusastetta, mikä vastaa 612 litran määrää tätä kaasua kutakin vesilitraa kohti. Se liukenee myös alkoholiin ja muihin orgaanisiin liuottimiin.

Vesiliuoksessa (bromivetyhappo) HBr: n happamat ominaisuudet ovat hallitsevia (kuten HF: n ja HCl: n tapauksessa), ja vedyn ja halogeenin välisessä sidoksessa se on vetybromidin tapauksessa heikompi kuin vetykloridi.

Siksi, jos klooria johdetaan vetybromidin läpi, havaitaan molekyylibromille ominaisten ruskojen höyryjen muodostumista. Reaktio, joka selittää sen, on seuraava:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Tämä osoittaa, että vetybromidi on vahvempi pelkistin kuin vetykloridi ja että vetykloridi on parempi hapettava aine.

Vetybromidi on vahva vedetön happo (ilman vettä). Reagoi nopeasti ja eksotermisesti kaikenlaisten emästen kanssa (mukaan lukien amiinit ja amidit).

Reagoi eksotermisesti karbonaattien (mukaan lukien kalkkikivi ja kalkkikiviä sisältävät rakennusmateriaalit) ja vetykarbonaattien kanssa muodostaen hiilidioksidia.

Reagoi sulfidien, karbidien, boridien ja fosfidien kanssa muodostaen syttyviä tai myrkyllisiä kaasuja.

Reagoi monien metallien (mukaan lukien alumiini, sinkki, kalsium, magnesium, rauta, tina ja kaikki alkalimetallit) kanssa syttyvän vetykaasun tuottamiseksi.

Vastaa väkivaltaisesti seuraavien kanssa:

• etikkahappoanhydridi
• 2-aminoetanoli
• ammoniumhydroksidi
• kalsiumfosfidi
• kloorisulfonihappo
• 1,1-difluorietyleeniä
• etyleenidiamiini
• etyleeni
• savuttava rikkihappo
• perkloorihappo
• b-propiolaktonia
• propeenin OXID
• hopea perkloraatti
• Uraani (IV) fosfidi
• vinyyliasetaatti
• kalsiumkarbidia
• rubidiumkarbidia
• cesiumasetyylidi
• rubidiumasetyylidi
• magnesiumbooridi
• elohopea (II) sulfaatti
• kalsiumfosfidi
• kalsiumkarbidia (kemiallinen tietolomake, 2016).

Reaktiivisuus ja vaarat

Vetybromidi luokitellaan syövyttäväksi ja ärsyttäväksi yhdisteeksi. Se on erittäin vaarallinen joutuessaan iholle (ärsyttävä ja syövyttävä) ja silmiin (ärsyttävä) ja nieltynä ja hengitettynä (keuhkoja ärsyttävä).

Yhdistettä varastoidaan paineistettuihin nestekaasusäiliöihin. Pitkäaikainen altistuminen tulelle tai voimakkaalle kuumuudelle voi johtaa paineastian voimakkaaseen repeämään, joka voi vapautua vapauttaen ärsyttäviä myrkyllisiä höyryjä.

Pitkäaikainen altistuminen matalille pitoisuuksille tai lyhytaikainen altistuminen suurille pitoisuuksille voi aiheuttaa hengityksestä haitallisia terveysvaikutuksia.

Vedettömän vetybromidin lämpöhajoaminen tuottaa myrkyllisiä bromikaasuja. Se voi muuttua palavaksi, jos se reagoi vapauttamalla vetyä. Kosketuksessa syanidin kanssa se tuottaa myrkyllisiä syaanivetykaasuja.

Hengitys aiheuttaa nenän ja ylähengitysteiden voimakasta ärsytystä, mikä voi aiheuttaa keuhkovamman.

Nieleminen aiheuttaa palovammoja suussa ja vatsassa. Kosketus silmiin aiheuttaa voimakasta ärsytystä ja palovammoja. Kosketus ihon kanssa aiheuttaa ärsytystä ja palovammoja.

Jos tämä liuoksessa oleva kemikaali joutuu kosketuksiin silmien kanssa, ne tulee huuhdella heti suurella määrällä vettä nostaen ajoittain ala- ja yläluomea.

Piilolinssejä ei tule käyttää, kun työskentelet tämän kemikaalin kanssa. Jos silmäkudos on jäätynyt, hakeudu välittömästi lääkärin hoitoon.

Jos kudos ei ole jäätynyt, huuhtele silmät välittömästi ja perusteellisesti suurella määrällä vettä vähintään 15 minuutin ajan nostaen ajoittain ala- ja yläkannet.

Jos ärsytys, kipu, turvotus tai repiminen jatkuu, ota yhteys lääkäriin mahdollisimman pian.

Jos tämä liuoksessa oleva kemikaali joutuu kosketuksiin ihon kanssa eikä aiheuta paleltumista, huuhtele saastunut iho välittömästi vedellä.

Jos kemikaalia joutuu vaatteisiin, poista heti vaatteet ja pese iho vedellä.

Jos tapahtuu paleltumista, hakeudu heti lääkärin hoitoon. Älä hiero vaarallisia alueita tai huuhtele vedellä. Kankaille aiheutuvien lisävaurioiden estämiseksi ei saa yrittää poistaa pakastettuja vaatteita huurtuneilta alueilta.

Jos suuria määriä tätä kemikaalia hengitetään, altistunut henkilö tulee siirtää heti raittiiseen ilmaan. Jos hengitys on pysähtynyt, suorita elvytys suusta suuhun. Uhrin tulisi olla lämpimänä ja levossa, ja lääkärinhoito on haettava mahdollisimman pian.

Jos tätä liuoksessa olevaa kemikaalia on nielty, hakeudu heti lääkärin hoitoon.

Käsittely ja varastointi

Vetybromidipulloja tulee varastoida viileässä, hyvin ilmastoidussa paikassa. Sen käsittelyssä on oltava riittävä ilmanvaihto. Sitä tulisi säilyttää vain, kun lämpötila ei ylitä 52 celsiusastetta.

Kontit on kiinnitettävä tiukasti pystyasentoon estääkseen niitä putoamasta tai osumasta. Asenna lisäksi venttiilin suojakorkki, jos sellainen on, tiukasti käsin, ja säilytä tyhjät ja kokonaiset astiat erikseen (praxair inc., 2016).

Käsitellessään tuotetta paineen alaisena, on käytettävä asianmukaisesti suunniteltua putkistoa ja varusteita kestämään esiintyvät paineet. Älä koskaan työskentele paineistetussa järjestelmässä ja käytä putken virtauksenestolaitetta. Kaasut voivat aiheuttaa nopean tukehtumisen hapenpuutteen vuoksi.

Varastoi ja käytä riittävällä ilmanvaihdolla on tärkeää. Jos vuoto tapahtuu, sulje säiliön venttiili ja sulje järjestelmä turvallisella ja ympäristöystävällisellä tavalla. Korjaa sitten vuoto. Älä koskaan aseta säiliötä paikkaan, jossa se voi olla osa sähköpiiriä.

Nahkaisia ​​suojakäsineitä ja sopivia kenkiä tulee käyttää sylintereitä käsiteltäessä. Ne on suojattava, ja tätä varten niitä on vältettävä, vetämällä, rullattaessa tai liu'uttamalla.

Kun siirrät sylinteriä, irrotettavan venttiilin kannen tulee aina olla paikoillaan. Älä koskaan yritä nostaa sylinteriä korkistaan, joka on tarkoitettu yksinomaan venttiilin suojaamiseksi.

Kun siirrät sylintereitä, jopa lyhyitä matkoja, käytä sylintereiden kuljettamiseen tarkoitettua kärryä (kärry, käsin kuljettava kuorma-auto jne.).

Esinettä (esim. Jakoavain, ruuvitaltta, piikkitangot) ei saa koskaan työnnä kannen aukkoihin, koska se voi vahingoittaa venttiiliä ja aiheuttaa vuodon.

Säädettävää hihnaavainta käytetään poistamaan liian tiukka tai ruostunut korkki. Venttiilin tulisi avautua hitaasti, ja jos tämä on mahdotonta, lopeta sen käyttö ja ota yhteyttä toimittajaan. Säiliön venttiili on tietenkin suljettava jokaisen käytön jälkeen.

Mainittu säiliö on pidettävä suljettuna myös tyhjänä. Liekkiä tai paikallista lämpöä ei tule koskaan levittää suoraan mihinkään säiliön osaan. Korkeat lämpötilat voivat vahingoittaa säiliötä ja aiheuttaa paineenalennuslaitteen vikaantumisen ennenaikaisesti, jolloin ilma-astian sisältö tuulettuu (praxair inc., 2016).

Synteesi

Kaasumaista vetybromidia voidaan valmistaa laboratoriossa bromaamalla tetraliini (1,2,3,4-tetrahydronaftaleeni). Haittapuoli on, että puoli bromista on kadonnut. Saanto on noin 94% tai mikä on sama, 47% bromista päätyy HBr: ksi.

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

Vetybromidikaasua voidaan syntetisoida myös laboratoriossa saattamalla reagoimaan väkevä rikkihappo natriumbromidin kanssa.

NaBr (s) + H ₂ SO ₄ → HBr (g) + NaHSO ₄

Tämän menetelmän haittana on, että suuri osa tuotteesta menetetään hapettamalla ylimääräisellä rikkihapolla bromin ja rikkidioksidin muodostamiseksi.

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

Vetybromidia voidaan valmistaa laboratoriossa reaktiolla puhdistetun vetykaasun ja bromin välillä. Tätä katalysoi platina-asbesti ja se suoritetaan kvartsiputkessa 250 ° C: ssa.

Br ₂ + H ₂ → 2 HBr

Vedetöntä vetybromidia voidaan myös tuottaa pienessä mittakaavassa termolyysoimalla trifenyylifosfoniumbromidia ksyleenissä refluksoiden.

HBr voidaan saada punaisella fosforimenetelmällä. Ensin lisätään punainen fosfori vesireaktoriin ja myöhemmin hitaasti bromi sekoittaen ja bromivetyhapon ja fosforihapon reaktio sedimentoimalla, suodattamalla ja saatu tislaus on bromivetyhappo.

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

Edellä esitetyillä menetelmillä valmistettu vetybromidi voi saastuttaa Br _{2: ta}, joka voidaan poistaa johtamalla kaasu fenoliliuoksen läpi tetrakloorimetaanissa tai muussa sopivassa liuottimessa huoneenlämpötilassa, jolloin saadaan 2, 4, 6-tribromifenolia ja siten muodostuu plus HBr.

Tämä prosessi voidaan suorittaa myös korkean lämpötilan kuparisirun tai kuparin harson avulla (vety: vetybromidi, 1993-2016).

Sovellukset

HBr: tä käytetään orgaanisten bromidien, kuten metyylibromidin, bromietaanin jne., Ja epäorgaanisten, kuten natriumbromidin, kaliumbromidin, litiumbromidin ja kalsiumbromidin, valmistuksessa.

Sitä käytetään myös valokuvaus- ja lääkesovelluksissa tai sedatiivien ja anestesia-aineiden synteesissä. Lisäksi sitä käytetään teollisessa kuivauksessa, tekstiilien viimeistelyssä, pinnoiteaineissa, pintakäsittely- ja palonsuoja-aineissa.

Yhdistettä käytetään myös monikiteisten piilevyjen syövyttämiseen tietokonepiirien valmistukseen (Interscan Corporation, 2017).

Vetybromidi on hyvä liuotin joillekin metallisille mineraaleille, joita käytetään korkealaatuisten metallien puhdistamiseen.

Öljyteollisuudessa sitä käytetään alkoksi- ja fenoksiyhdisteiden erotuksena ja katalysaattorina syklisten hiilivetyjen ja ketjuhiilivetyjen hapettamiseksi ketoneiksi, hapoksi tai peroksidiksi. Sitä käytetään myös synteettisissä väriaineissa ja mausteissa.

Puolijohderaaka-aineiden etsaukseen ja puhdistukseen käytetään korkealaatuista HBr: n kaasua (SHOWA DENKO KK, nd).

Yhdistettä käytetään analyyttisenä reagenssina rikin, seleenin, vismutin, sinkin ja raudan määrityksessä tinan erottamiseksi arseenista ja antimonista. Se on alkylointikatalyytti ja pelkistin, jota käytetään orgaanisessa synteesissä.

Vetybromidia voidaan käyttää bromivetyhapon valmistukseen. Bromivetyhappo on erittäin vahva mineraalihappo, vahvempi kuin suolahappo.

HBr on erittäin reaktiivinen ja syövyttävä useimpiin metalleihin. Happo on orgaanisessa kemiassa yleinen reagenssi, jota käytetään hapetukseen ja katalyysiin. Se on tehokas myös eräiden metallisten mineraalien uuttamisessa (vetybromidi, 2016).

Viitteet

1. Interscan Corporation. (2017). Vetybromidin ja vetybromidin valvontalaitteet. Haettu osoitteesta gasdetection.com.
2. Kemikaalitiedot. (2016). Haettu vedystä vetyperoksidista, vedetön: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, NW (2001). Epäorgaaninen kemia. Akateeminen lehdistö.
4. Vetybromidi. (2016). Haettu ChemicalBookista.
5. Vety: vetybromidi. (1993-2016). Haettu WebElementsistä.
6. Käyttöturvallisuustiedote vetybromidi. (2005, 9. lokakuuta). Haettu osoitteesta sciencelab.com.
7. Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (SF). PubChem-yhdisteiden tietokanta; CID = 260. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17. lokakuuta). Vetybromidi, vedetön käyttöturvallisuustiedote P-4605. Haettu osoitteesta praxair.com.
9. SHOWA Denko KK (toinen). vetybromidi. Haettu osoitteesta www.sdk.co.jp.