Caratteristiche, sintesi e usi dell'idrogeno bromuro (HBr)

il acido bromidrico, un composto chimico di formula HBr, è una molecola biatomica con un legame covalente. Il composto è classificato come alogenuro di idrogeno, essendo un gas incolore che dopo la dissoluzione in acqua forma acido bromidrico che si satura al 68,85% p / p a temperatura ambiente.

Le soluzioni acquose al 47,6% p / p formano una miscela azeotropica a ebollizione costante con punto di ebollizione di 124,3 gradi centigradi. Le soluzioni meno concentrate, all'ebollizione, rilasciano H2O fino al raggiungimento della composizione della miscela azeotropica costante bollente.

indice

• 1 Proprietà fisiche e chimiche
• 2 Reattività e rischi
• 3 Manipolazione e stoccaggio
• 4 Sintesi
• 5 usi
• 6 riferimenti

Proprietà fisiche e chimiche

Il bromuro di idrogeno è un gas incolore a temperatura ambiente con un odore acido e irritante. Il composto è stabile, ma si scurisce a poco a poco se esposto all'aria o alla luce, come illustrato nella Figura 2 (Centro nazionale per le informazioni biotecnologiche, S.F.).

Ha un peso molecolare di 80,91 g / mol e una densità di 3,308 g / L, che lo rende più pesante dell'aria. Il gas condensa producendo un liquido incolore con un punto di ebollizione di -66,73 gradi centigradi.

Continuando a raffreddare, il liquido si solidifica ottenendo cristalli bianchi, il cui punto di fusione è di -86,82 gradi Celsius con una densità di 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). L'aspetto di questi cristalli è illustrato nella figura 3.

La distanza di legame tra il bromo e l'idrogeno è 1.414 angstrom e la sua energia di dissociazione è di 362,5 kJ / mol.

Il bromuro di idrogeno è più solubile in acqua del cloruro di idrogeno, essendo in grado di sciogliere 221 g in 100 ml di acqua a 0 gradi Celsius, che equivale a un volume di 612 litri di questo gas per ogni litro di acqua. È anche solubile in alcool e altri solventi organici.

In soluzione acquosa (acido bromidrico) le proprietà acide di HBr sono dominanti (come nel caso di HF e HCl) e, nel legame tra idrogeno e alogeno, sono più deboli nel caso di acido bromidrico rispetto a il cloruro di idrogeno.

Pertanto, se il cloro viene fatto passare attraverso l'idrogeno bromuro, si osserva la formazione di vapori marroni caratteristici del bromo molecolare. La reazione che spiega è la seguente:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Questo è indicativo del fatto che il bromuro di idrogeno è un agente riducente più forte del cloruro di idrogeno e che l'acido cloridrico è un agente ossidante migliore.

Il bromuro di idrogeno è un forte acido anidro (senza acqua). Reagisce rapidamente ed esotermicamente con basi di tutti i tipi (incluse ammine e ammidi).

Reagisce esotermicamente con i carbonati (compresi calcare e materiali da costruzione contenenti calcare) e carbonati di idrogeno per generare anidride carbonica.

Reagisce con solfuri, carburi, boruri e fosfuri per generare gas tossici o infiammabili.

Reagisce con molti metalli (inclusi alluminio, zinco, calcio, magnesio, ferro, stagno e tutti i metalli alcalini) per generare gas idrogeno infiammabile.

Rispondere violentemente con:

• anidride acetica
• 2-amminoetanolo
• idrossido di ammonio
• fosfuro di calcio
• acido clorosolfonico
• 1,1-difluoroetilene
• etilendiammina
• etileneimmina
• acido solforico fumante
• acido perclorico
• b-propiolattone
• ossido di propilene
• perclorato d'argento
• Fosfuro di uranio (IV)
• acetato di vinile
• carburo di calcio
• carburo di rubidio
• cesio acetilide
• rubidio acetilide
• boruro di magnesio
• solfato di mercurio (II)
• fosfuro di calcio
• Carburo di calcio (scheda tecnica chimica, 2016).

Reattività e rischi

Il bromuro di idrogeno è classificato come composto corrosivo e irritante. È estremamente pericoloso in caso di contatto con la pelle (irritante e corrosivo) e occhi (irritanti) e in caso di ingestione e inalazione (irritante polmonare).

Il composto è immagazzinato in contenitori pressurizzati di gas liquefatto. L'esposizione prolungata al fuoco o il calore intenso possono causare la violenta rottura del contenitore pressurizzato, che può fuoriuscire liberando vapori tossici irritanti.

L'esposizione prolungata a basse concentrazioni o l'esposizione a breve termine ad alte concentrazioni può provocare effetti avversi sulla salute a causa di inalazione.

La decomposizione termica dell'idrogeno bromuro anidro produce gas tossici a base di bromo. Può diventare infiammabile se reagisce rilasciando idrogeno. A contatto con il cianuro produce gas tossici di acido cianidrico.

L'inalazione provoca grave irritazione del naso e delle vie respiratorie superiori, che può causare lesioni polmonari.

L'ingestione provoca ustioni alla bocca e allo stomaco. Il contatto con gli occhi provoca gravi irritazioni e ustioni. Il contatto con la pelle provoca irritazioni e ustioni.

Se questo prodotto chimico in soluzione viene a contatto con gli occhi, devono essere lavati immediatamente con grandi quantità di acqua, sollevando di tanto in tanto le palpebre inferiori e superiori.

Le lenti a contatto non devono essere indossate quando si lavora con questa sostanza chimica. Se il tessuto oculare è congelato, è necessario consultare immediatamente un medico.

Se il tessuto non è congelato, sciacquare gli occhi immediatamente e completamente con grandi quantità di acqua per almeno 15 minuti, sollevando di tanto in tanto le palpebre inferiori e superiori.

Se l'irritazione, il dolore, il gonfiore o lo strappo persistono, consultare un medico il più presto possibile.

Se questo prodotto chimico in soluzione viene a contatto con la pelle e non produce un congelamento, sciacquare immediatamente la pelle contaminata con acqua.

Se questo prodotto chimico penetra nei vestiti, rimuovi immediatamente gli indumenti e lava la pelle con acqua.

In caso di congelamento, consultare immediatamente un medico. Non strofinare le zone interessate o risciacquare con acqua. Al fine di prevenire ulteriori danni ai tessuti, non tentare di rimuovere gli indumenti congelati dalle aree con ghiaccio.

Se vengono inalate grandi quantità di questa sostanza chimica, la persona esposta deve essere trasferita all'aria aperta immediatamente. Se la respirazione si è fermata, eseguire la rianimazione bocca a bocca. La vittima dovrebbe essere tenuta al caldo ea riposo, oltre a cercare di ottenere cure mediche il prima possibile.

Se questa sostanza chimica in soluzione è stata ingerita, consultare immediatamente un medico

Manipolazione e stoccaggio          

I cilindri di bromuro di idrogeno devono essere conservati in un luogo fresco e ben ventilato. La sua manipolazione deve essere con ventilazione adeguata. Deve essere conservato solo quando la temperatura non supera i 52 gradi Celsius.

I contenitori devono essere saldamente fissati in posizione verticale per evitare che cadano o vengano colpiti. Inoltre, installare il cappuccio protettivo della valvola, se previsto, saldamente in posizione a mano, così come conservare i contenitori pieni e vuoti separatamente (praxair inc., 2016).

Quando si maneggia il prodotto sotto pressione, devono essere utilizzati tubi e attrezzature adeguatamente progettati per resistere alle pressioni riscontrate. Non lavorare mai in un sistema pressurizzato e utilizzare un dispositivo di prevenzione del flusso di ritorno nella conduttura. I gas possono causare un rapido soffocamento a causa della carenza di ossigeno.

Conservare e utilizzare con ventilazione adeguata è importante. Se si verifica una perdita, chiudere la valvola del contenitore e spegnere il sistema in modo sicuro e rispettoso dell'ambiente. Quindi riparare la perdita. Non mettere mai un contenitore dove può essere parte di un circuito elettrico.

Quando si maneggiano i cilindri, indossare guanti e scarpe di sicurezza in pelle. Questi devono essere protetti e per fare questo è necessario evitare di trascinarli, arrotolarli o scivolarli.

Quando si sposta il cilindro, il coperchio della valvola rimovibile deve sempre essere tenuto in posizione. Non tentare mai di sollevare un cilindro dal suo coperchio, che è inteso solo per proteggere la valvola.

Quando si spostano i cilindri, anche per brevi distanze, utilizzare un'auto (carrello, carrello a mano, ecc.) Progettata per trasportare i cilindri.

Non inserire mai oggetti (ad esempio, chiave inglese, cacciavite, leva della leva) nelle aperture del coperchio, in quanto ciò potrebbe danneggiare la valvola e provocare una perdita.

Una chiave a nastro regolabile viene utilizzata per rimuovere coperture troppo strette o arrugginite. La valvola dovrebbe aprirsi lentamente e se ciò è impossibile, è necessario interrompere l'uso e contattare il fornitore. Ovviamente, la valvola del contenitore deve essere chiusa dopo ogni utilizzo.

Questo contenitore deve essere tenuto chiuso anche se vuoto. Non posizionare mai una fiamma o calore localizzato direttamente su nessuna parte del contenitore. Le alte temperature possono danneggiare il contenitore e causare il malfunzionamento del dispositivo di limitazione della pressione, mediante la ventilazione del contenuto del contenitore (praxair inc., 2016).

sintesi

Il bromuro di idrogeno può essere fabbricato in laboratorio mediante bromurazione di tetralina (1, 2, 3, 4-tetraidronaftalene). Lo svantaggio è che metà del bromo è perso. La resa è di circa il 94%, o ciò che è lo stesso, il 47% del bromo termina come HBr.

C₁₀H₁₂ + 4 fr₂ → C₁₀H₈Br₄ + 4 HBr

L'acido bromuro di idrogeno può anche essere sintetizzato in laboratorio dalla reazione dell'acido solforico concentrato sul bromuro di sodio.

NaBr (s) + H₂SW₄ → HBr (g) + NaHSO₄

Lo svantaggio di questo metodo è che gran parte del prodotto viene persa per ossidazione con eccesso di acido solforico per formare bromo e biossido di zolfo.

2 HBr + H₂SW₄ → Fr.₂ + SO₂ + 2 H₂O

Il bromuro di idrogeno può essere preparato in laboratorio mediante reazione tra gas idrogeno purificato e bromo. Questo è catalizzato dall'amianto di platino e viene effettuato in un tubo di quarzo a 250 ° C.

Br₂ + H₂[Pt] → 2 HBr

Il bromuro di idrogeno anidro su piccola scala può anche essere prodotto mediante termolisi del bromuro di trifenilfosfonio in xilene a ricadere.

HBr può essere ottenuto con il metodo del fosforo rosso. In primo luogo, il fosforo rosso è stato aggiunto in acqua reattore e quindi lentamente, sotto agitazione si ottiene bassa bromo e la reazione di acido bromidrico e acido fosforoso mediante sedimentazione, filtrazione e acido bromidrico distillazione.

P₄+6 Br₂+12 H₂O → 12 HBr + 4 H₃PO₃

Il bromuro di idrogeno preparato con i suddetti metodi può essere contaminato con fr₂, che può essere rimosso facendo passare il gas attraverso una soluzione di fenolo in tetraclorometano o altro solvente adatto a temperatura ambiente, producendo 2,4,6-tribromofenolo e quindi generando più HBr.

Questo processo può essere eseguito anche con trucioli di rame o garze di rame ad alta temperatura (Idrogeno: acido bromuro, 1993-2016).

applicazioni

HBr è usato nella produzione di bromuri organici, come bromuro di metile, bromoetano, ecc., E inorganici, come bromuro di sodio, bromuro di potassio, bromuro di litio e bromuro di calcio, ecc.

Viene anche utilizzato in applicazioni fotografiche e farmaceutiche o per la sintesi di sedativi e anestetici. Inoltre, viene applicato nell'essiccazione industriale, nella finitura tessile, negli agenti di rivestimento, nel trattamento delle superfici e negli agenti antincendio.

Il composto è anche usato per incidere lastre di polisilicio, per la produzione di chip per computer (Interscan Corporation, 2017).

Il bromuro di idrogeno è un buon solvente per alcuni minerali metallici, utilizzato nel raffinamento di metalli di elevata purezza.

Nell'industria petrolifera, viene utilizzato come separazione di composti alcossi e fenossi e un catalizzatore per l'ossidazione di idrocarburi ciclici e idrocarburi in catena a chetoni, acido o perossido. È anche usato in coloranti e spezie sintetici.

Un gas HBr di alta qualità viene utilizzato per bruciare e pulire la materia prima semiconduttiva (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Il composto viene utilizzato come reagente analitico nella determinazione di zolfo, selenio, bismuto, zinco e ferro., Per la separazione di stagno da arsenico e antimonio. È un catalizzatore di alchilazione e agente riducente utilizzato nella sintesi organica.

Il bromuro di idrogeno può essere utilizzato per la produzione di acido bromidrico. L'acido bromidrico è un acido minerale molto forte, più forte dell'acido cloridrico.

HBr è altamente reattivo e corrosivo per la maggior parte dei metalli. L'acido è un reagente comune in chimica organica, utilizzato per l'ossidazione e la catalisi. È anche efficace nell'estrazione di alcuni minerali metallici (idrogeno bromuro, 2016).

riferimenti

1. Interscan Corporation. (2017). Strumentazione di monitoraggio del bromuro di idrogeno e idrogeno. Estratto da gasdetection.com.
2. Datasheet chimico. (2016). Estratto da HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Chimica inorganica Stampa accademica
4. Acido bromidrico (2016). Estratto da ChemicalBook.
5. Idrogeno: acido bromidrico. (1993-2016). Estratto da WebElements.
6. Scheda di sicurezza del materiale Bromuro di idrogeno. (2005, 9 ottobre). Estratto da sciencelab.com.
7. Centro nazionale per le informazioni sulle biotecnologie. (S.F.). Database composto di PubChem; CID = 260. Estratto da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. praxair inc. (2016, 17 ottobre). Bromuro di idrogeno, scheda di sicurezza anidra P-4605. Estratto da praxair.com.
9. SHOWA DENKO K.K. (N.d.). acido bromidrico. Estratto da www.sdk.co.jp.