BROMIVETYHAPPO (HBR): RAKENNE, OMINAISUUDET, MUODOSTUMINEN - KEMIA - 2026

Bromivetyhapon on epäorgaaninen yhdiste on vesiliuos kaasua kutsutaan bromivetyä. Sen kemiallinen kaava on HBr, ja sitä voidaan pitää erilaisilla vastaavilla tavoilla: molekyylihydridinä tai vetyhalogenidina vedessä; toisin sanoen nestehappo.

Kemiallisissa yhtälöissä se tulisi kirjoittaa nimellä HBr (ac), mikä osoittaa, että se on vetybromihappo eikä kaasu. Tämä happo on yksi vahvimmista tunnetuista, jopa enemmän kuin suolahappo, HCl. Selitys tähän on sen kovalenttisen sidoksen luonteessa.

Lähde: KES47 Wikipedian kautta

Miksi HBr on niin vahva happo ja vielä enemmän liuennut veteen? Koska H-Br-kovalenttinen sidos on erittäin heikko, johtuen H: n 1s: n kiertoratojen ja Br: n 4p: n huonosta päällekkäisyydestä.

Tämä ei ole yllättävää, jos tarkastellaan tarkasti yläkuvaa, jossa bromiatomi (ruskea) on selvästi suurempi kuin vetyatomi (valkoinen).

Näin ollen mikä tahansa häiriö aiheuttaa H-Br-sidoksen katkeamisen, vapauttaen H ⁺ -ionin. Joten vetybromihappo on Brönstedin happo, koska se siirtää protoneja tai vetyioneja. Sen vahvuus on sellainen, että sitä käytetään synteesin eri organobrominated yhdisteet (kuten 1-bromi etaani, CH ₃ CH ₂ Br).

Bromivetyhappo on hydrojodin, HI: n jälkeen, yksi vahvimmista ja hyödyllisimmistä hydrakeista tiettyjen kiinteiden näytteiden sulamista varten.

Bromivetyhapon rakenne

Kuvassa on H-Br: n rakenne, jonka ominaisuudet ja ominaisuudet, jopa kaasun ominaisuudet, liittyvät läheisesti sen vesiliuoksiin. Siksi tulee kohta, jossa on sekaannusta sen suhteen, kumpaan kahdesta yhdisteestä viitataan: HBr tai HBr (ac).

HBr (ac): n rakenne on erilainen kuin HBr: n, koska vesimolekyylit ratkaisevat nyt tämän piimaalaisen molekyylin. Kun se on tarpeeksi lähellä, H ⁺ siirretään molekyyliin H ₂ O kuten seuraava kemiallinen yhtälö:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Näin ollen, rakenne bromivetyhapon koostuu Br ^- ja H ₃ O ⁺ ionit vuorovaikutuksessa sähköstaattisesti. Nyt se on hiukan erilainen kuin H-Br: n kovalenttinen sidos.

Sen suuri happamuus johtuu siitä, että tilaa vievä Br ^- anioni voi tuskin vuorovaikutuksessa kanssa H ₃ O ⁺, voimatta estää sitä siirtymästä H ⁺ toiseen ympäröivän kemiallisia.

Happamuus

Esimerkiksi, Cl ^- ja F ^- vaikka ne eivät muodostaa kovalenttisia sidoksia H ₃ O ⁺, ne voivat olla vuorovaikutuksessa muiden molekyylien välisillä voimilla, kuten vetysidoksia (joista vain F ^- pystyy hyväksyä). Vetysidokset F ^- H-OH ₂ ⁺ "puolensa" luovuttamisen H ⁺.

Tästä syystä fluorivetyhappo, HF, on vedessä heikompi happo kuin bromihappo; koska ioniset vuorovaikutukset Br ^- H ₃ O ⁺ eivät vaikuta H ^+: n siirtoon.

Vaikka vettä on läsnä HBr: ssä (aq), sen käyttäytyminen on viime kädessä samankaltainen kuin H-Br-molekyylin huomioon ottaminen; että on, H ⁺ siirretään HBr tai Br ^- H ₃ O ⁺.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Molekyylikaava

HBr.

Molekyylipaino

80,972 g / mol. Huomaa, että kuten edellisessä osassa mainittiin, vain HBr otetaan huomioon eikä vesimolekyyli. Jos molekyylipaino otettiin kaava Br ^- H ₃ O ^{+ se} olisi arvo on noin 99 g / mol.

Fyysinen ulkonäkö

Väritön tai vaaleankeltainen neste, joka riippuu liuenneen HBr: n pitoisuudesta. Mitä keltaisempi se on, sitä tiiviimpi ja vaarallisempi se on.

Haju

Akuutti, ärsyttävä.

Hajukynnys

6,67 mg / m ³.

Tiheys

1,49 g / cm ³ (48% paino / paino vesipitoinen liuos). Tämä arvo samoin kuin sulamis- ja kiehumispisteiden arvot riippuvat veteen liuenneesta HBr: n määrästä.

Sulamispiste

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49% (paino / paino) vesiliuos).

Kiehumispiste

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) 700 mmHg: ssä (47 - 49% (paino / paino) vesiliuos).

Vesiliukoisuus

-221 g / 100 ml (0 ° C: ssa).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Nämä arvot viittaavat kaasumaiseen HBr: hen, eivät bromivetyhappoon. Kuten voidaan nähdä, lämpötilan noustessa HBr: n liukoisuus laskee; luonnollinen käyttäytyminen kaasuissa. Joten jos tarvitaan väkeviä HBr (vesipitoisia) liuoksia, on parempi työskennellä niiden kanssa alhaisissa lämpötiloissa.

Jos työskennellään korkeissa lämpötiloissa, HBr karkaa kaasumaisten piimaan muodossa, joten reaktori on suljettava vuotojen estämiseksi.

Höyryn tiheys

2,71 (suhteessa ilmaan = 1).

Happamuus pKa

-9,0. Tämä negatiivinen vakio on osoitus sen suuresta happamuuslujuudesta.

Kalori kapasiteetti

29,1 kJ / mol.

Tavallinen molaarinen entalpia

198,7 kJ / mol (298 K).

Tavallinen molaarinen entropia

-36,3 kJ / mol.

syttymispiste

Ei syttyvää.

nimistö

Sen nimessä 'bromivetyhappo' yhdistyvät kaksi tosiasiaa: veden läsnäolo ja bromin valenssi on -1 yhdisteessä. Englanniksi se on jonkin verran ilmeisempi: bromihappo, jossa etuliite 'hydro' (tai hydro) viittaa veteen; tosiasiassa se voi viitata myös vetyyn.

Bromin valenssi on -1, koska se on sitoutunut vetyatomiin, joka on vähemmän elektronisesti negatiivinen kuin se; mutta jos se olisi sitoutunut tai olisi vuorovaikutuksessa happiatomien kanssa, sillä voi olla lukuisia valensseja, kuten: +2, +3, +5 ja +7. H: llä se voi omaksua vain yhden valenssin, ja siksi jälkiliite -ico lisätään nimensä.

HBr (g), vetybromidi, on vedetön; eli siinä ei ole vettä. Siksi se on nimetty muilla nimikkeistöstandardeilla, jotka vastaavat vetyhalogenideja.

Kuinka se muodostuu?

Bromivetyhapon valmistamiseksi on olemassa useita synteettisiä menetelmiä. Jotkut niistä ovat:

Vedyn ja bromin sekoitus vedessä

Kuvailematta teknisiä yksityiskohtia, tämä happo voidaan saada sekoittamalla suoraan vetyä ja bromia vettä täytetyssä reaktorissa.

H ₂ + Br ₂ => HBr

Tällä tavalla, kun HBr muodostuu, se liukenee veteen; tämä voi vetää sitä tislauksiin, joten eri pitoisuuksilla olevia liuoksia voidaan uuttaa. Vety on kaasu ja bromi on tummanpunaista nestettä.

Fosforitribromidi

Yksityiskohtaisemmassa prosessissa hiekka, hydratoitu punainen fosfori ja bromi sekoitetaan. Vesilukot asetetaan jäähauteisiin estämään HBr: n karkaaminen ja sen sijaan muodostuvan bromivetyhappoa. Reaktiot ovat:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Rikkidioksidi ja bromi

Toinen tapa valmistaa se on saattaa bromi reagoimaan rikkidioksidin kanssa vedessä:

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

Tämä on redox-reaktio. Br ₂ pelkistetään, voitot elektronit, liimaamalla kanssa vetyjä; Vaikka SO ₂ hapettuu, se menettää elektroneja muodostuessaan kovalenttisempia sidoksia muiden hapeiden kanssa, kuten rikkihapossa.

Sovellukset

Bromidivalmisteet

Bromidisuolat voidaan valmistaa saattamalla HBr (vesipitoinen) reagoimaan metallihydroksidin kanssa. Esimerkiksi kalsiumbromidin tuotantoa pidetään:

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CABRin ₂ + H ₂ O

Toinen esimerkki on natriumbromidi:

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

Siten monia epäorgaanisista bromideista voidaan valmistaa.

Alkyylihalogenidien synteesi

Entä orgaaniset bromidit? Nämä ovat bromattuja orgaanisia yhdisteitä: RBr tai ArBr.

Alkoholien kuivuminen

Niiden saamisen raaka-aine voi olla alkoholit. Kun ne protonoidaan HBr: n happamuudella, ne muodostavat vettä, joka on hyvä poistuva ryhmä, ja sen tilalle sisällytetään tilava Br-atomi, joka sitoutuu kovalenttisesti hiilen kanssa:

ROH + HBr => RBr + H ₂ O

Tämä dehydraatio suoritetaan lämpötiloissa yli 100 ° C: ssa, jotta voidaan helpottaa murtumista R-OH ₂ ⁺ sidos.

Lisäys alkeeneihin ja alkyeneihin

HBr-molekyyli voidaan lisätä vesiliuoksestaan ​​alkeenin tai alkyynin kaksois- tai kolmoissidoon:

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Voidaan saada erilaisia ​​tuotteita, mutta yksinkertaisissa olosuhteissa tuote muodostuu pääasiassa silloin, kun bromi on sitoutunut sekundaariseen, tertiääriseen tai kvaternääriseen hiileen (Markovnikovin sääntö).

Nämä halogenidit osallistuvat muiden orgaanisten yhdisteiden synteesiin, ja niiden käyttöalue on erittäin laaja. Samoin joitain niistä voidaan jopa käyttää uusien lääkkeiden synteesissä tai suunnittelussa.

Eetterien pilkkominen

Eettereistä voidaan saada samanaikaisesti kaksi alkyylihalogenidia, joissa molemmissa on toinen alkuperäisen eetterin RO-R 'sivuketjuista R tai R'. Jotain samanlaista kuin alkoholien kuivuminen tapahtuu, mutta niiden reaktiomekanismi on erilainen.

Reaktio voidaan hahmotella seuraavalla kemiallisella yhtälöllä:

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

Ja vettä vapautuu myös.

katalyytti

Sen happamuus on sellainen, että sitä voidaan käyttää tehokkaana happokatalysaattorina. Sen sijaan, että lisätään Br ^- anioni molekyylirakennetta, se tekee tilaa toisen molekyylin tehdä niin.

Viitteet

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. Amiineja. (10 ^th painos.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Orgaaninen kemia. (Kuudes painos). Mc Graw Hill.
3. Steven A. Hardinger. (2017). Kuvitettu orgaanisen kemian sanasto: bromivetyhappo. Palautettu: chem.ucla.edu
4. Wikipedia. (2018). Bromivetyhappo. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
5. Pubchem. (2018). Bromivetyhappo. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Kansallinen työturvallisuus- ja työhygieniainstituutti. (2011). Vetybromidi. Palautettu: insht.es
7. PrepChem. (2016). Bromivetyhapon valmistus. Palautettu osoitteesta: prepchem.com