Vetybromidi- (HBr) ominaisuudet, synteesi ja käyttö

vetybromidi, Kaavan HBr mukainen kemiallinen yhdiste on diatomi-molekyyli, jolla on kovalenttinen sidos. Yhdiste luokitellaan vetyhalogenidiksi, koska se on väritön kaasu, joka liuotettaessa veteen muodostaa bromivetyhappoa, joka kyllästyy 68,85 paino-% huoneenlämpötilassa..

Vesipitoiset liuokset 47,6 paino-% muodostavat jatkuvan kiehuvan atseotrooppisen seoksen, joka kiehuu 124,3 ° C: ssa. Vähemmän väkevät, kiehuvat liuokset vapauttavat H2O: ta, kunnes saavutetaan vakion kiehuvan atseotrooppisen seoksen koostumus.

indeksi

• 1 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
• 2 Reaktiivisuus ja vaarat
• 3 Käsittely ja varastointi          
• 4 Synteesi
• 5 Käyttö
• 6 Viitteet

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Vetybromidi on väritön kaasu huoneenlämpötilassa hapan ja ärsyttävän hajun kanssa. Yhdiste on stabiili, mutta tummenee vähän vähän, kun se altistetaan ilmalle tai valolle, kuten kuviossa 2 on esitetty (kansallinen bioteknologian informaatiokeskus, S.F.)..

Sen molekyylipaino on 80,91 g / mol ja tiheys 3,307 g / l, mikä tekee sen raskaammaksi kuin ilma. Kaasu kondensoituu, jolloin saadaan väritön neste, jonka kiehumispiste on -66,73 ° C..

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

Bromin ja vedyn välinen sidosetäisyys on 1,414 angstromia ja sen dissosiaatiovoima on 362,5 kJ / mol.

Vetybromidi on liukoisempi veteen kuin vetykloridi, sillä se pystyy liuottamaan 221 g 100 ml: aan vettä 0 ° C: ssa, mikä vastaa 612 litraa tätä kaasua kutakin litraa vettä kohti. Se on myös liukoinen alkoholiin ja muihin orgaanisiin liuottimiin.

Vesipitoisessa liuoksessa (bromivetyhappo) HBr: n happamat ominaisuudet ovat hallitsevia (kuten HF: n ja HCl: n tapauksessa) ja vety-halogeenisidoksessa se on heikompi vetybromidin tapauksessa kuin kloorivety.

Siksi, jos klooria kulkeutuu vetybromidin läpi, havaitaan ruskean höyryn muodostuminen molekyylibromille. Reaktio, joka selittää sen, on seuraava:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Tämä viittaa siihen, että vetybromidi on vahvempi pelkistävä aine kuin vetykloridi ja että kloorivety on parempi hapetin.

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

Reagoi eksotermisesti karbonaattien (myös kalkkikiveä sisältävien kalkkikiven ja rakennusmateriaalien) ja vetykarbonaattien kanssa hiilidioksidin tuottamiseksi.

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

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

Vastaa väkivaltaisesti:

• etikkahappoanhydridiä
• 2-aminoetanoli
• ammoniumhydroksidi
• kalsiumfosfidi
• kloorisulfonihappo
• 1,1-difluorietyleeniä
• etyleenidiamiini
• etyleeni
• höyrytettävä rikkihappo
• perklorihappo
• b-propiolaktonin
• propyleenioksidi
• hopeaperkloraatti
• Uraanifosfidi (IV)
• vinyyliasetaatti
• kalsiumkarbidi
• rubidiumkarbidi
• cesium-asetylidi
• rubidiumiasetyylidi
• magnesiumboridi
• elohopea sulfaatti (II)
• kalsiumfosfidi
• kalsiumkarbidi (Chemical Datasheet, 2016).

Reaktiivisuus ja vaarat

Vetybromidi luokitellaan syövyttäväksi ja ärsyttäväksi yhdisteeksi. Se on erittäin vaarallista, jos se joutuu iholle (ärsyttävä ja syövyttävä) ja silmiin (ärsyttävä) ja nieltynä ja hengitettynä (keuhkoja ärsyttävä aine)..

Yhdiste varastoidaan paineistetuissa nesteytetyn kaasun säiliöissä. Pitkäaikainen altistuminen tulelle tai voimakkaalle kuumuudelle voi johtaa paineistetun säiliön voimakkaaseen murtumiseen, joka voi ampua irti ärsyttäviä myrkyllisiä höyryjä.

Pitkäaikainen altistuminen pienille pitoisuuksille tai lyhytaikainen altistuminen suurille pitoisuuksille voi aiheuttaa hengitysteitse haitallisia terveysvaikutuksia.

Vedetön vetybromidin terminen hajoaminen tuottaa myrkyllisiä bromikaasuja. Se voi tulla syttyväksi, jos se reagoi vapauttamalla vetyä. Syanidin kanssa kosketuksessa syntyy myrkyllisiä kaasuja, joissa on syanidia.

Hengitys aiheuttaa vakavaa nenän ja ylempien hengitysteiden ärsytystä, mikä voi aiheuttaa keuhkovaurion.

Nieleminen aiheuttaa suuhun ja mahaan palovammoja. Silmäkosketus aiheuttaa vakavaa ärsytystä ja palovammoja. Ihokosketus aiheuttaa ärsytystä ja palovammoja.

Jos tämä kemikaalin liuos joutuu kosketuksiin silmien kanssa, ne on pestävä välittömästi suurilla määrillä vettä, joskus nostettava ala- ja ylä silmäluomet.

Piilolinssejä ei saa käyttää tämän kemikaalin käsittelyssä. Jos silmäkudos on jäätynyt, hakeudu välittömästi lääkärin hoitoon.

Jos kudosta ei ole jäädytetty, huuhtele silmät välittömästi ja kokonaan suurilla määrillä vettä vähintään 15 minuutin ajan, jolloin ajoittain nostetaan ala- ja ylä silmäluomet.

Jos ärsytys, kipu, turvotus tai repiminen jatkuvat, saat lääkärin hoitoa mahdollisimman pian.

Jos tämä kemikaalin liuos joutuu kosketuksiin ihon kanssa eikä aiheuta jäädyttämistä, huuhtele heti vedellä saastunut iho.

Jos tämä kemikaali tunkeutuu vaatteisiin, poista vaatteet välittömästi ja pese iho vedellä.

Jos esiintyy jäätymissuojaa, hakeudu välittömästi lääkärin hoitoon. Älä hiero vaurioituneita alueita tai huuhtele vedellä. Muiden kudosvaurioiden estämiseksi älä yritä poistaa jäädytettyjä vaatteita pakkasilta..

Jos suuria määriä tätä kemikaalia hengitetään, altistunut henkilö on siirrettävä raittiiseen ilmaan välittömästi. Jos hengitys on pysähtynyt, tee suu-suuhun elvyttäminen. Uhrin pitää olla lämmin ja levossa, ja yrittää saada lääkäriin mahdollisimman pian.

Jos tämä kemikaalin liuos on nielty, hakeudu välittömästi lääkärin hoitoon

Käsittely ja varastointi          

Vetybromipullot tulee säilyttää viileässä ja hyvin ilmastoidussa paikassa. Sen käsittelyn on oltava riittävä ilmanvaihto. Säilytä vain silloin, kun lämpötila ei ylitä 52 astetta.

Säiliöt on kiinnitettävä lujasti pystyasentoon, jotta ne eivät putoa tai osu. Lisäksi asenna venttiilin suojus, jos sellainen on, lujasti paikalleen käsin, samoin kuin säilytä täysiä ja tyhjiä säiliöitä erikseen (praxair inc., 2016).

Kun käsitellään tuotetta paineen alaisena, on käytettävä asianmukaisesti suunniteltuja putkia ja laitteita, jotka kestävät havaitut paineet. Älä koskaan toimi paineistetussa järjestelmässä ja käytä paluuvirtauksenestolaitetta putkistossa. Kaasut voivat aiheuttaa hapenpuutteen vuoksi nopeaa tukehtumista.

Säilytä ja käytä asianmukaisen ilmanvaihdon kanssa on tärkeää. Jos vuoto tapahtuu, sulje säiliön venttiili ja sulje järjestelmä turvallisesti ja ympäristön kannalta oikein. Korjaa sitten vuoto. Älä koskaan aseta säiliötä, jossa se voi olla osa sähköpiiriä.

Käsittelemässä sylintereitä on käytettävä nahkaisia ​​suojakäsineitä ja kenkiä. Niiden on oltava suojattuja, ja sinun on vältettävä vetämistä, liikkumista tai liukumista.

Sylinteriä siirrettäessä irrotettava venttiilin kansi on aina pidettävä paikallaan. Älä koskaan yritä nostaa sylinteriä kannen avulla, joka on tarkoitettu vain venttiilin suojaamiseen.

Kun siirrät sylintereitä, myös lyhyille etäisyyksille, käytä sylinterien kuljettamiseen suunniteltua vaunua.

Objektia (esim. Jakoavainta, ruuvimeisseliä, pry-palkkia) ei saa koskaan asettaa kannen aukkoihin, koska näin voi vahingoittaa venttiiliä ja aiheuttaa vuotoa..

Säädettävää hihnapyörää käytetään liian tiukkojen tai ruosteisten kansien poistamiseen. Venttiilin tulisi avautua hitaasti, ja jos tämä on mahdotonta, lopeta käyttö ja ota yhteyttä toimittajaan. Säiliön venttiili on tietenkin suljettava jokaisen käytön jälkeen.

Tämä säiliö on pidettävä suljettuna myös tyhjänä. Älä koskaan aseta liekkiä tai paikallista lämpöä suoraan säiliön mihin tahansa osaan. Korkeat lämpötilat voivat vahingoittaa säiliötä ja aiheuttaa paineenalennuslaitteen epäonnistumisen ennenaikaisesti, poistamalla säiliön sisällön (praxair inc., 2016).

synteesi

Kaasumainen vetybromidi voidaan valmistaa laboratoriossa tetraliinin bromauksella (1, 2,3, 4-tetrahydronaftaleeni). Haittapuolena on, että puolet bromista häviää. Saanto on noin 94%, tai mikä on sama, 47% bromia päättyy HBr: nä.

C₁₀H₁₂ + 4 Br₂ → C₁₀H₈br₄ + 4 HBr

Vetybromidikaasua voidaan syntetisoida myös laboratoriossa väkevän rikkihapon reaktiolla natriumbromidiin.

NaBr (s) + H₂SW₄ → HBr (g) + NaHSO₄

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

2 HBr + H₂SW₄ → Br₂ + SW₂ + 2 H₂O

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

br₂ + H₂[Pt] → 2 HBr

Pienimuotoista vedetöntä vetybromidia voidaan valmistaa myös termolysoimalla trifenyylifosfoniumbromidia refluksoivassa ksyleenissä.

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

P₄+6 Br₂+12 H₂O → 12 HBr + 4 H₃PO₃

Edellä mainituilla menetelmillä valmistettu vetybromidi voi olla kontaminoitunut Br: llä₂, joka voidaan poistaa siirtämällä kaasu fenolin liuoksen läpi tetrakloorimetaanissa tai muussa sopivassa liuottimessa huoneenlämpötilassa, jolloin saadaan 2,4,6-tribromifenolia ja siten tuotetaan lisää HBr: tä.

Tämä prosessi voidaan suorittaa myös kuparihakeilla tai kuparisidoksella korkeassa lämpötilassa (vety: vetybromidi, 1993-2016).

sovellukset

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

Sitä käytetään myös valokuvaus- ja farmaseuttisissa sovelluksissa tai rauhoittavien ja anestesia-aineiden synteesissä. Lisäksi sitä käytetään teollisuuskuivaukseen, tekstiilien viimeistelyyn, pinnoitusaineisiin, pintakäsittelyyn ja tulenkestäviin aineisiin.

Yhdistettä käytetään myös polysilikoni-levyjen etsaamiseen tietokonemerkkien valmistukseen (Interscan Corporation, 2017).

Vetybromidi on hyvä liuotin joillekin metallipitoisille mineraaleille, joita käytetään puhdistettaessa erittäin puhtaita metalleja.

Öljyteollisuudessa sitä käytetään alkoksi- ja fenoksiyhdisteiden erottamisessa ja katalysaattorissa syklisten hiilivetyjen ja hiilivetyjen hapettamiseksi ketoneiksi, hapoksi tai peroksidiksi. Sitä käytetään myös synteettisissä väreissä ja mausteissa.

Korkealaatuista HBr-kaasua poltetaan ja puhdistetaan puolijohdemateriaalille (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Yhdistettä käytetään analyyttisenä reagenssina rikin, seleenin, vismuttin, sinkin ja raudan määrittämisessä., Tinan erottamiseksi arseenista ja antimonista. Se on alkylointikatalyytti ja pelkistävä aine, jota käytetään orgaanisessa synteesissä.

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

HBr on erittäin reaktiivinen ja syövyttävä useimmille metalleille. Happo on yleinen reagenssi orgaanisessa kemiassa, jota käytetään hapettamiseen ja katalyysiin. Se on myös tehokas eräiden metallien mineraalien uuttamisessa (Hydrogen bromide, 2016).

viittaukset

1. Interscan Corporation. (2017). Vetybromidi- ja vetybromidivalvontalaitteet. Haettu osoitteesta gasdetection.com.
2. Kemiallinen tietolomake. (2016). Haettu HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Epäorgaaninen kemia Akateeminen lehdistö.
4. Vetybromidi. (2016). Haettu osoitteesta ChemicalBook.
5. Vety: vetybromidi. (1993-2016). Haettu WebElementsistä.
6. Materiaaliturvallisuustiedote Vetybromidi. (2005, 9. lokakuuta). Haettu osoitteesta sciencelab.com.
7. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. (S.F.). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 260. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17. lokakuuta). Vedyn bromidi, vedetön käyttöturvallisuustiedote P-4605. Haettu osoitteesta praxair.com.
9. SHOWA DENKO K.K. (N.D.). vetybromidi. Haettu osoitteesta www.sdk.co.jp.