Ciri Hidrogen Bromida (HBr), Sintesis dan Kegunaan



The hidrogen bromida, Senyawa kimia formula HBr, adalah molekul diatomik dengan ikatan kovalen. Sebatian ini diklasifikasikan sebagai halida hidrogen, dengan gas tidak berwarna yang apabila dilarutkan dalam bentuk air tepu hydrobromic asid 68.85% w / w pada suhu bilik.

Larutan akueus pada 47.6% w / w membentuk campuran azeotropik mendidih yang tetap mendidih pada 124.3 darjah selsius. Penyelesaian yang kurang pekat dan mendidih melepaskan H2O sehingga komposisi campuran azeotropik mendidih tetap dicapai.

Indeks

  • 1 Sifat fizikal dan kimia
  • 2 Reaktiviti dan bahaya
  • 3 Pengendalian dan penyimpanan          
  • 4 Sintesis
  • 5 Kegunaan
  • 6 Rujukan

Sifat fizikal dan kimia

Hidrogen bromida adalah gas tanpa warna pada suhu bilik dengan bau masam dan menjengkelkan. Kompaun ini stabil, tetapi kurang sedikit apabila terdedah kepada udara atau cahaya seperti yang digambarkan dalam Rajah 2 (Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi, S.F.).

Ia mempunyai berat molekul 80.91 g / mol dan ketumpatan 3.307 g / L, menjadikannya lebih berat daripada udara. Gas ini menghasilkan cecair tanpa warna dengan titik didih -66.73 darjah Celcius..

Setelah penyejukan lanjut, memejal cecair menghasilkan kristal putih, yang takat leburnya -86,82 darjah Celsius dengan kepadatan 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Penampilan kristal ini digambarkan dalam rajah 3.

Jarak ikatan antara bromin dan hidrogen adalah 1.414 angstrom dan tenaga penyisihannya adalah 362.5 kJ / mol.

Hidrogen bromida adalah lebih larut dalam air daripada hidrogen klorida, boleh membubarkan 221 g dalam 100 ml air pada 0 darjah Celsius, bersamaan dengan jumlah 612 liter gas ini per liter air. Ia juga larut dalam alkohol dan pelarut organik lain.

Dalam (asid hydrobromic) larutan akueus sifat berasid HBr adalah dominan, (seperti HF dan HCl), dan ikatan antara hidrogen dan halogen, adalah lebih lemah dalam hal hidrogen bromida dalam hidrogen klorida.

Oleh itu, jika klorin diluluskan melalui hidrogen bromida, pembentukan wap wap ciri-ciri bromin molekul diperhatikan. Reaksi yang menerangkannya adalah berikut:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Ini menunjukkan bahawa hidrogen bromida adalah agen pengurangan yang lebih kuat daripada hidrogen klorida dan bahawa hidrogen klorida adalah agen pengoksida yang lebih baik.

Hidrogen bromida adalah asid anhydrous yang kuat (tanpa air). Reacts cepat dan eksotermik dengan asas semua jenis (termasuk amina dan amida).

Merespon dengan exothermically dengan karbonat (termasuk batu kapur dan bahan binaan yang mengandungi batu kapur) dan hidrogen karbonat untuk menghasilkan karbon dioksida.

Bertindak balas dengan sulfida, karbida, borida dan phosphide untuk menghasilkan gas toksik atau mudah terbakar.

Merespon dengan banyak logam (termasuk aluminium, zink, kalsium, magnesium, besi, timah dan semua logam alkali) untuk menghasilkan gas hidrogen yang mudah terbakar.

Bertindak tegas dengan:

  • anhidrida asetik
  • 2-aminoetanol
  • ammonium hidroksida
  • kalsium fosfida
  • asid chlorosulfonic
  • 1,1-difluoroethylene
  • etilenediamine
  • ethyleneimine
  • asam asid sulfurik
  • asid perchloric
  • b-propiolactone
  • propylene oxide
  • perak perchlorate
  • Uranium fosfida (IV)
  • vinil asetat
  • kalsium karbida
  • rubidium karbida
  • cesium acetylide
  • rubidium asetilida
  • magnesium boride
  • merkuri sulfat (II)
  • kalsium fosfida
  • kalsium karbida (Datasheet Kimia, 2016).

Reaktiviti dan bahaya

Hidrogen bromida dikelaskan sebagai sebatian yang menghakis dan merengsa. Ia amat berbahaya sekiranya terdapat hubungan dengan kulit (merengsa dan menghakis) dan mata (merengsa) dan dalam kes-kes pengingesan dan penyedutan (perengsa paru-paru).

Kompaun ini disimpan dalam bekas bertekanan gas cecair. Pendedahan yang berpanjangan kepada api atau haba sengit boleh mengakibatkan pecah kekerasan bekas bertekanan, yang boleh menembakkan keluar meretas wap toksik.

Pendedahan yang berpanjangan kepada konsentrasi rendah atau pendedahan jangka pendek kepada kepekatan tinggi boleh mengakibatkan kesan kesihatan yang buruk akibat penyedutan.

Penguraian haba hidrogen bromida anhidrogen menghasilkan gas bromin toksik. Ia boleh menjadi mudah terbakar jika ia bertindak balas dengan melepaskan hidrogen. Dalam hubungan dengan sianida menghasilkan gas toksik hidrogen sianida.

Penyedutan menyebabkan kerengsaan teruk hidung dan saluran pernafasan atas, yang boleh menyebabkan kecederaan paru-paru.

Pengingesan menyebabkan terbakar ke mulut dan perut. Sentuhan mata menyebabkan kerengsaan teruk dan terbakar. Hubungi dengan kulit menyebabkan kerengsaan dan luka bakar.

Jika bahan kimia ini dalam larutan bersentuhan dengan mata, mereka harus segera dibasuh dengan sejumlah besar air, kadang-kadang mengangkat kelopak mata bawah dan atas.

Kanta kenalan tidak boleh dipakai apabila bekerja dengan bahan kimia ini. Jika tisu mata dibekukan, anda perlu mendapatkan rawatan perubatan segera.

Sekiranya tisu tidak beku, bilas mata dengan serta-merta dengan air yang banyak sekurang-kurangnya selama 15 minit, kadang-kadang mengangkat kelopak mata bawah dan atas.

Sekiranya kerengsaan, sakit, bengkak atau terkoyak berterusan mendapat perhatian perubatan secepat mungkin.

Jika bahan kimia ini dalam larutan bersentuhan dengan kulit dan tidak menyebabkan pembekuan, segera bilas kulit yang tercemar dengan air.

Jika bahan kimia ini menembusi pakaian, segera keluarkan pakaian dan cuci kulit dengan air.

Sekiranya beku berlaku, dapatkan segera rawatan perubatan. Jangan gosokkan kawasan yang terjejas atau bilas dengan air. Untuk mengelakkan kerosakan tisu selanjutnya, jangan cuba mengeluarkan pakaian beku dari kawasan dengan beku..

Sekiranya sejumlah besar bahan kimia ini dihirup, orang yang terdedah harus segera dipindahkan ke udara segar. Jika pernafasan telah berhenti, lakukan resusitasi mulut ke mulut. Mangsa perlu dipanaskan dan berehat, selain cuba mendapatkan rawatan perubatan secepat mungkin.

Jika bahan kimia ini dalam larutan telah ditelan, dapatkan segera rawatan perubatan

Pengendalian dan penyimpanan          

Silinder bromida hidrogen perlu disimpan di tempat yang sejuk dan mempunyai pengudaraan yang baik. Pengendaliannya mesti dengan pengudaraan yang mencukupi. Ia perlu disimpan hanya apabila suhu tidak melebihi 52 darjah Celsius.

Bekas mestilah diamanahkan dengan tegas dalam kedudukan menegak untuk mengelakkannya jatuh atau terkena. Juga, memasang penutup injap perlindungan, jika disediakan, kekal di tempatnya dengan tangan dan menyimpan kontena penuh dan kosong berasingan (Praxair inc., 2016).

Apabila mengendalikan produk di bawah tekanan, paip dan peralatan yang direka dengan baik mestilah digunakan untuk menahan tekanan yang dihadapi. Jangan sekali-kali bekerja dalam sistem bertekanan dan gunakan alat pencegahan aliran balik dalam saluran paip. Gas boleh menyebabkan sesak nafas akibat kekurangan oksigen.

Simpan dan gunakan dengan pengudaraan yang mencukupi adalah penting. Sekiranya kebocoran berlaku, tutup injap bekas dan tutup sistem dengan cara yang selamat dan mesra alam. Kemudian pembaikan kebocoran. Jangan letakkan bekas di mana ia boleh menjadi sebahagian daripada litar elektrik.

Sarung tangan keselamatan kulit dan kasut hendaklah dipakai apabila mengendalikan silinder. Ini mesti dilindungi dan untuk melakukan ini, anda mesti mengelakkan mengheret, melancarkan atau menggesernya.

Apabila menggerakkan silinder, penutup injap yang boleh ditanggalkan hendaklah sentiasa diadakan di tempatnya. Jangan cuba mengangkat silinder dengan penutupnya, yang hanya bertujuan melindungi injap.

Apabila memindahkan silinder, walaupun untuk jarak pendek, gunakan gerobak (kereta, trak tangan, dan lain-lain) yang direka untuk mengangkut silinder.

Jangan masukkan objek (contohnya, sepana, pemutar skru, pry bar) di bukaan penutup, kerana ini boleh merosakkan injap dan menyebabkan kebocoran.

Sepana tali boleh laras digunakan untuk mengeluarkan penutup yang terlalu ketat atau berkarat. Injap perlu dibuka dengan perlahan dan jika ini mustahil, anda harus berhenti menggunakan dan hubungi pembekal anda. Sudah tentu, injap bekas mestilah ditutup selepas setiap penggunaan.

Bekas ini mesti ditutup walaupun kosong. Jangan letakkan api atau haba setempat terus pada mana-mana bahagian bekas. Suhu yang tinggi boleh merosakkan bekas dan menyebabkan peranti pelepasan tekanan gagal terlebih dahulu, membuang kandungan bekas (praxair inc., 2016).

Sintesis

Hydrogen bromide gas boleh dihasilkan di makmal dengan bromination tetralin (1, 2, 3, 4-tetrahydronaphthalene). Kelemahannya ialah separuh bromin itu hilang. Hasilnya adalah kira-kira 94%, atau apa yang sama, 47% daripada bromin berakhir sebagai HBr.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8Br4 + 4 HBr

Gas hidrogen bromida juga boleh disintesis di makmal dengan tindak balas asid sulfurik pekat pada natrium bromida.

NaBr (s) + H2SO4 → HBr (g) + NaHSO4

Kelemahan kaedah ini adalah bahawa banyak produk hilang dengan pengoksidaan dengan asid sulfurik berlebihan untuk membentuk bromin dan sulfur dioksida.

2 HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2 H2O

Hidrogen bromida boleh disediakan di makmal dengan tindak balas antara gas hidrogen dan bromin yang telah dimurnikan. Ini dipangkin oleh asbestos platinum dan dijalankan dalam tiub kuarza pada 250 ° C.

Br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Bromida hidrogen anhydrous kecil juga boleh dihasilkan oleh thermolysis triphenylphosphonium bromide dalam refluks xilena.

HBr boleh didapati dengan kaedah fosforus merah. Pertama, fosforus merah ditambah ke dalam air reaktor dan kemudian perlahan-lahan, bromin kacau dan tindak balas asid hydrobromic dan asid fosforus oleh pemendapan, penapisan dan penyulingan diperolehi asid hydrobromic.

P4+6 Br2+12 H2O → 12 HBr + 4 H3PO3

Hidrogen bromida yang disediakan oleh kaedah di atas boleh tercemar dengan Br2, yang boleh dikeluarkan dengan melepaskan gas melalui penyelesaian fenol dalam tetrachloromethane atau pelarut lain yang sesuai pada suhu bilik untuk menghasilkan 2, 4, 6-tribromophenol dan sekali gus menjana lebih HBr.

Proses ini juga boleh dilakukan melalui cip tembaga atau kasa tembaga pada suhu tinggi (Hidrogen: hidrogen bromida, 1993-2016).

Kegunaan

The HBr digunakan dalam pembuatan bromida organik seperti metil bromida, bromoethane, dan sebagainya, dan bukan organik, seperti natrium bromida, kalium bromida, litium bromida dan kalsium bromida, dan lain-lain.

Ia juga digunakan dalam aplikasi fotografi dan farmaseutikal atau untuk sintesis sedatif dan anestetik. Di samping itu, ia digunakan dalam pengeringan perindustrian, finishing tekstil, agen salutan, rawatan permukaan dan ejen fireproofing.

Kompaun ini juga digunakan untuk mengeluarkan plat polisilikon, untuk pembuatan cip komputer (Interscan Corporation, 2017).

Hidrogen bromida adalah pelarut yang baik untuk beberapa mineral metalik, yang digunakan dalam penghalusan logam kemurnian tinggi.

Dalam industri minyak, ia digunakan sebagai alkoksi pemisahan dan sebatian phenoxy dan pemangkin kepada pengoksidaan hidrokarbon kitaran dan hidrokarbon keton rantai, asid atau peroksida. Ia juga digunakan dalam pewarna dan rempah sintetik.

Gas HBr berkualiti tinggi digunakan untuk membakar dan membersihkan bahan mentah semikonduktor (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Kompaun ini digunakan sebagai reagen analitik dalam penentuan sulfur, selenium, bismut, zink dan besi. Untuk pemisahan timah dari arsenik dan antimoni. Ia adalah pemangkin alkylation dan mengurangkan agen yang digunakan dalam sintesis organik.

Hidrogen bromida boleh digunakan untuk pengeluaran asid hydrobromic. Asid hidrobromik adalah asid mineral yang sangat kuat, lebih kuat daripada asid hidroklorik.

HBr sangat reaktif dan menghakis kepada kebanyakan logam. Asid adalah reagen biasa dalam kimia organik, yang digunakan untuk pengoksidaan dan pemangkinan. Ia juga berkesan dalam pengekstrakan mineral logam tertentu (Hydrogen bromide, 2016).

Rujukan

  1. Interscan Corporation. (2017). Instrumen Pemantauan Hidrogen Bromida dan Hidrogen Bromida. Diambil dari gasdetection.com.
  2. Datasheet Kimia. (2016). Diperolehi daripada HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Kimia anorganik Akhbar akademik.
  4. Hidrogen bromida. (2016). Diperolehi daripada ChemicalBook.
  5. Hidrogen: hidrogen bromida. (1993-2016). Diperoleh dari WebElements.
  6. Lembaran Data Keselamatan Bahan Hidrogen bromida. (2005, 9 Oktober). Diperolehi daripada sciencelab.com.
  7. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (S.F.). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 260. Diambil dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. praxair inc. (2016, 17 Oktober). Hydrogen bromide, Helaian Data Keselamatan anhydrous P-4605. Diperolehi daripada praxair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). hidrogen bromida. Diambil dari www.sdk.co.jp.