Đặc tính, tổng hợp và sử dụng của Hydrogen Bromide (HBr)



các hydro bromide, Một hợp chất hóa học có công thức HBr, là một phân tử diatomic có liên kết cộng hóa trị. Hợp chất được phân loại là hydro halogenua, là một loại khí không màu, khi hòa tan trong nước tạo thành axit hydrobromic bão hòa ở mức 68,85% w / w ở nhiệt độ phòng.

Dung dịch nước ở 47,6% w / w tạo thành hỗn hợp azeotropic sôi liên tục sôi ở 124,3 độ C. Các dung dịch sôi, cô đặc ít giải phóng H2O cho đến khi đạt được thành phần của hỗn hợp azeotropic sôi liên tục.

Chỉ số

  • 1 Tính chất lý hóa
  • 2 Tính phản ứng và mối nguy hiểm
  • 3 Xử lý và lưu trữ          
  • 4 Tổng hợp
  • 5 công dụng
  • 6 tài liệu tham khảo

Tính chất hóa lý

Hydrogen bromide là một loại khí không màu ở nhiệt độ phòng với mùi chua và khó chịu. Hợp chất ổn định, nhưng tối dần từng chút khi tiếp xúc với không khí hoặc ánh sáng như minh họa trong Hình 2 (Trung tâm thông tin công nghệ sinh học quốc gia, S.F.).

Nó có trọng lượng phân tử 80,91 g / mol và mật độ 3,707 g / L, khiến nó nặng hơn không khí. Khí ngưng tụ tạo ra một chất lỏng không màu có nhiệt độ sôi -66,73 độ C..

Bằng cách tiếp tục làm lạnh, chất lỏng hóa rắn thu được các tinh thể trắng, có điểm nóng chảy là -86,82 độ C với mật độ 2,603 ​​g / ml (Egon Wiberg, 2001). Sự xuất hiện của những tinh thể này được minh họa trong hình 3.

Khoảng cách liên kết giữa brom và hydro là 1,414 angstrom và năng lượng phân ly của nó là 362,5 kJ / mol.

Hydrogen bromide hòa tan trong nước hơn hydro clorua, có thể hòa tan 221 g trong 100 ml nước ở 0 độ C, tương đương với thể tích 612 lít khí này cho mỗi lít nước. Nó cũng hòa tan trong rượu và dung môi hữu cơ khác.

Trong dung dịch nước (axit hydrobromic), tính axit của HBr chiếm ưu thế, (như trong trường hợp HF và HCl) và, trong liên kết hydro-halogen, trong trường hợp hydro bromide yếu hơn trong trường hợp hydro bromide so với hydro clorua.

Do đó, nếu clo được truyền qua hydro bromide, sự hình thành hơi nâu đặc trưng của brom phân tử được quan sát thấy. Phản ứng giải thích nó là như sau:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Đây là dấu hiệu cho thấy hydro bromide là chất khử mạnh hơn hydro clorua và hydro clorua là chất oxy hóa tốt hơn.

Hydrogen bromide là một axit khan mạnh (không có nước). Phản ứng nhanh và tỏa nhiệt với các loại bazơ (bao gồm amin và amit).

Phản ứng tỏa nhiệt với cacbonat (bao gồm đá vôi và vật liệu xây dựng có chứa đá vôi) và hydro cacbonat để tạo ra carbon dioxide.

Phản ứng với sunfua, cacbua, bo và photphua để tạo ra khí độc hoặc dễ cháy.

Phản ứng với nhiều kim loại (bao gồm nhôm, kẽm, canxi, magiê, sắt, thiếc và tất cả các kim loại kiềm) để tạo ra khí hydro dễ cháy.

Phản ứng dữ dội với:

  • anhydrid acetic
  • 2-aminoethanol
  • hydroxit amoni
  • canxi photphua
  • axit chlorosulfonic
  • 1,1-differluoroetylen
  • ethylenediamine
  • ethyleneimine
  • axit sunfuric bốc khói
  • axit perchloric
  • b-propiolactone
  • oxit propylen
  • bạc perchlorate
  • Uranium photphua (IV)
  • vinyl axetat
  • cacbua canxi
  • cacbua rubi
  • Caesium acetylide
  • rubidium acetylide
  • magiê boride
  • thủy ngân sunfat (II)
  • canxi photphua
  • cacbua canxi (Bảng dữ liệu hóa học, 2016).

Tính phản ứng và mối nguy hiểm

Hydrogen bromide được phân loại là một hợp chất ăn mòn và gây kích ứng. Nó cực kỳ nguy hiểm trong trường hợp tiếp xúc với da (chất kích thích và ăn mòn) và mắt (chất kích thích) và trong trường hợp nuốt phải và hít phải (chất kích thích phổi).

Các hợp chất được lưu trữ trong các thùng chứa khí hóa lỏng điều áp. Tiếp xúc kéo dài với lửa hoặc nhiệt độ cao có thể dẫn đến vỡ mạnh của bình chứa có áp suất, có thể bắn ra phóng thích hơi độc gây khó chịu.

Phơi nhiễm kéo dài với nồng độ thấp hoặc tiếp xúc ngắn hạn với nồng độ cao có thể dẫn đến ảnh hưởng xấu đến sức khỏe do hít phải.

Sự phân hủy nhiệt của hydro bromide khan tạo ra khí brom độc hại. Nó có thể trở nên dễ cháy nếu nó phản ứng bằng cách giải phóng hydro. Tiếp xúc với xyanua tạo ra khí độc của hydro xyanua.

Hít phải gây kích ứng nghiêm trọng mũi và đường hô hấp trên, có thể gây tổn thương phổi.

Nuốt phải gây bỏng miệng và dạ dày. Tiếp xúc với mắt gây ra kích ứng nghiêm trọng và bỏng. Tiếp xúc với da gây kích ứng và bỏng.

Nếu hóa chất này trong dung dịch tiếp xúc với mắt, chúng cần được rửa ngay lập tức với một lượng nước lớn, thỉnh thoảng nâng mí mắt trên và dưới.

Không nên đeo kính áp tròng khi làm việc với hóa chất này. Nếu mô mắt bị đóng băng, bạn nên đi khám ngay lập tức.

Nếu mô không bị đóng băng, rửa mắt ngay lập tức và hoàn toàn bằng một lượng nước lớn trong ít nhất 15 phút, thỉnh thoảng nâng mí mắt trên và dưới.

Nếu kích thích, đau, sưng hoặc rách vẫn được chăm sóc y tế càng sớm càng tốt.

Nếu hóa chất này trong dung dịch tiếp xúc với da và không gây đóng băng, rửa ngay lập tức da bị nhiễm nước.

Nếu hóa chất này thấm vào quần áo, hãy loại bỏ ngay quần áo và rửa da bằng nước.

Nếu tê cóng xảy ra, tìm kiếm sự chăm sóc y tế ngay lập tức. Không chà xát các khu vực bị ảnh hưởng hoặc rửa sạch bằng nước. Để ngăn ngừa tổn thương mô thêm, đừng cố cởi quần áo đông lạnh khỏi những khu vực có sương giá..

Nếu một lượng lớn hóa chất này được hít vào, người tiếp xúc nên được chuyển đến không khí trong lành ngay lập tức. Nếu ngừng thở, thực hiện hồi sức bằng miệng. Nạn nhân nên được giữ ấm và nghỉ ngơi, ngoài việc cố gắng chăm sóc y tế càng sớm càng tốt.

Nếu hóa chất này trong dung dịch đã bị nuốt, hãy chăm sóc y tế ngay lập tức

Xử lý và lưu trữ          

Xi lanh hydro bromide nên được lưu trữ ở nơi mát mẻ và thông gió tốt. Xử lý của nó phải được thông gió đầy đủ. Chỉ nên lưu trữ khi nhiệt độ không vượt quá 52 độ C.

Các thùng chứa phải được bảo đảm chắc chắn ở vị trí thẳng đứng để ngăn chúng rơi hoặc bị đánh. Ngoài ra, hãy cài đặt nắp bảo vệ của van, nếu được cung cấp, đặt chắc chắn bằng tay, cũng như lưu trữ các thùng chứa đầy đủ và trống riêng (Praxair inc., 2016).

Khi xử lý sản phẩm dưới áp lực, các đường ống và thiết bị được thiết kế phù hợp phải được sử dụng để chịu được áp lực gặp phải. Không bao giờ làm việc trong một hệ thống điều áp và sử dụng thiết bị ngăn dòng chảy ngược trong đường ống. Khí có thể gây ngạt thở nhanh do thiếu oxy.

Lưu trữ và sử dụng với thông gió đầy đủ là rất quan trọng. Nếu rò rỉ xảy ra, đóng van container và tắt hệ thống một cách an toàn và đúng môi trường. Sau đó sửa chữa rò rỉ. Không bao giờ đặt một thùng chứa nơi nó có thể là một phần của mạch điện.

Nên mang găng tay và giày an toàn bằng da khi xử lý xi lanh. Chúng phải được bảo vệ và để làm điều này, bạn phải tránh kéo, lăn hoặc trượt chúng.

Khi di chuyển xi lanh, nắp van có thể tháo rời phải luôn được giữ đúng vị trí. Không bao giờ cố gắng nâng một xi lanh bằng nắp của nó, điều này chỉ nhằm bảo vệ van.

Khi di chuyển các xi lanh, ngay cả trong khoảng cách ngắn, hãy sử dụng xe đẩy (xe đẩy, xe tải tay, v.v.) được thiết kế để vận chuyển xi lanh.

Một vật (ví dụ, cờ lê, tuốc nơ vít, thanh pry) không bao giờ được chèn vào các lỗ trên nắp, vì làm như vậy có thể làm hỏng van và gây rò rỉ.

Một cờ lê dây đeo có thể điều chỉnh được sử dụng để loại bỏ vỏ quá chặt hoặc gỉ. Van nên mở từ từ và nếu điều này là không thể, bạn nên ngừng sử dụng và liên hệ với nhà cung cấp của bạn. Tất nhiên, van container phải được đóng lại sau mỗi lần sử dụng.

Container này phải được giữ kín ngay cả khi trống rỗng. Không bao giờ đặt ngọn lửa hoặc nhiệt cục bộ trực tiếp lên bất kỳ phần nào của vật chứa. Nhiệt độ cao có thể làm hỏng bình chứa và khiến thiết bị giảm áp bị hỏng sớm, làm thông hơi các vật chứa trong bình chứa (Praxair inc., 2016).

Tổng hợp

Hydrogen hydro bromide có thể được sản xuất trong phòng thí nghiệm bằng cách brom hóa tetralin (1, 2, 3, 4-tetrahydronaphthalene). Nhược điểm là một nửa số brom bị mất. Năng suất xấp xỉ 94%, hoặc tương tự, 47% brom kết thúc như HBr.

C10H12 + 4 Br2 → C10H8Br4 + 4 HBr

Khí hydro bromide cũng có thể được tổng hợp trong phòng thí nghiệm bằng phản ứng của axit sunfuric đậm đặc với natri bromua.

NaBr (s) + H2VẬY4 → HBr (g) + NaHSO4

Nhược điểm của phương pháp này là phần lớn sản phẩm bị mất do quá trình oxy hóa với axit sunfuric dư để tạo thành brom và lưu huỳnh đioxit.

2 HBr + H2VẬY4 → Br2 + VẬY2 + 2 giờ2Ôi

Hydrogen bromide có thể được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng phản ứng giữa khí hydro tinh khiết và brom. Điều này được xúc tác bởi amiăng bạch kim và được thực hiện trong ống thạch anh ở 250 ° C.

Br2 + H2[Pt] → 2 HBr

Hydro bromide khan quy mô nhỏ cũng có thể được sản xuất bằng cách nhiệt phân triphenylphosphonium bromide trong xylen hồi lưu.

HBr có thể thu được bằng phương pháp phốt pho đỏ. Đầu tiên, phốt pho đỏ được thêm vào trong lò phản ứng nước và sau đó, từ từ, nước brom bị khuấy trộn và phản ứng của axit hydrobromic và axit phốt pho, bằng cách lắng, lọc và chưng cất thu được sẽ là axit hydrobromic.

P4+6 Br2+12 giờ2O → 12 HBr + 4 H3PO3

Hydrogen bromide được điều chế bằng các phương pháp trên có thể bị nhiễm Br2, có thể được loại bỏ bằng cách cho khí đi qua dung dịch phenol trong tetrachlorometan hoặc dung môi thích hợp khác ở nhiệt độ phòng, tạo ra 2,4,6-tribromophenol và do đó tạo ra nhiều HBr hơn.

Quá trình này cũng có thể được thực hiện thông qua chip đồng hoặc gạc đồng ở nhiệt độ cao (Hydrogen: hydro bromide, 1993-2016).

Công dụng

HBr được sử dụng trong sản xuất bromide hữu cơ, chẳng hạn như methyl bromide, bromoethane, v.v. và các chất hữu cơ, chẳng hạn như natri bromide, kali bromide, lithium bromide và canxi bromide, v.v..

Nó cũng được sử dụng trong các ứng dụng nhiếp ảnh và dược phẩm hoặc để tổng hợp thuốc an thần và thuốc gây mê. Ngoài ra, nó được áp dụng trong sấy công nghiệp, hoàn thiện dệt may, chất phủ, xử lý bề mặt và chất chống cháy.

Hợp chất này cũng được sử dụng để khắc các tấm polysilicon, để sản xuất chip máy tính (Interscan Corporation, 2017).

Hydrogen bromide là một dung môi tốt cho một số khoáng chất kim loại, được sử dụng để tinh chế các kim loại có độ tinh khiết cao.

Trong ngành công nghiệp dầu mỏ, nó được sử dụng như là một sự phân tách các hợp chất kiềm và phenoxy, và là chất xúc tác cho quá trình oxy hóa hydrocacbon mạch vòng và hydrocarbon trong chuỗi thành ketone, axit hoặc peroxide. Nó cũng được sử dụng trong thuốc nhuộm tổng hợp và gia vị.

Một khí HBr chất lượng cao được sử dụng để đốt và làm sạch cho nguyên liệu bán dẫn (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Hợp chất này được sử dụng làm thuốc thử phân tích trong việc xác định lưu huỳnh, selen, bismuth, kẽm và sắt., Để tách thiếc khỏi asen và antimon. Nó là một chất xúc tác kiềm hóa và chất khử được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ.

Hydrogen bromide có thể được sử dụng để sản xuất axit hydrobromic. Axit hydrobromic là một axit khoáng chất rất mạnh, mạnh hơn axit hydrochloric.

HBr có tính phản ứng cao và ăn mòn đối với hầu hết các kim loại. Axit là một thuốc thử phổ biến trong hóa học hữu cơ, được sử dụng cho quá trình oxy hóa và xúc tác. Nó cũng hiệu quả trong việc chiết xuất một số khoáng chất kim loại (Hydrogen bromide, 2016).

Tài liệu tham khảo

  1. Tập đoàn Interscan. (2017). Thiết bị theo dõi Hydrogen Bromide và Hydrogen Bromide. Lấy từ gasdetection.com.
  2. Bảng dữ liệu hóa học. (2016). Lấy từ HYDROGEN BROMIDE, ANHYDROUS: cameochemicals.noaa.gov.
  3. Egon Wiberg, N. W. (2001). Hóa vô cơ Báo chí học thuật.
  4. Hydrogen bromide. (2016). Lấy từ ChemicalBook.
  5. Hydrogen: hydro bromide. (1993-2016). Lấy từ WebElements.
  6. Bảng dữ liệu an toàn vật liệu Hydrogen bromide. (2005, ngày 9 tháng 10). Lấy từ sciencelab.com.
  7. Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia. (S.F.). Cơ sở dữ liệu hợp chất PubChem; CID = 260. Lấy từ pubool.ncbi.nlm.nih.gov.
  8. khen ngợi inc. (2016, ngày 17 tháng 10). Hydrogen bromide, Bảng dữ liệu an toàn khan P-4605. Lấy từ Praxair.com.
  9. SHOWA DENKO K.K. (s.f.). hydro bromua. Lấy từ www.sdk.co.jp.