Bróm - biológia
bróm [broːm] (görög βρῶμος brômos A „bűz” egy kémiai elem, amelynek elemszimbóluma Br és atomszám: 35. A periódusos rendszer a 7. főcsoportba tartozik, ezért fluorral, klórral, jóddal és asztinnal együtt a halogének közé tartozik. Az elemi bróm normál körülmények között (hőmérséklet = 0 ° C és nyomás = 1 atm) van jelen a Br2 diatomikus molekula formájában folyékony formában. A bróm és a higany az egyetlen ismert elem, amely normál körülmények között folyékony.
A természetben a bróm nem elemi formában fordul elő, hanem csak különféle vegyületekben. A legfontosabb vegyületek a bromidok, amelyekben a bróm a Br - anion formájában fordul elő. A legismertebb bromidok a nátrium-bromid és a kálium-bromid. A bromidok a tengervíz összetevői, és számos biológiai funkcióval rendelkeznek.
felfedezés
A brómot 1826-ban kémiai úton állította elő először Antoine-Jérôme Balard francia vegyész a Montpellier melletti sós mocsarakból származó hínárból. Az ipari termelés 1860-ban kezdődött. Csípős illata miatt Joseph Louis Gay-Lussac javasolta a „bróm” (görögül „állatok kecskebűzének”) elnevezést [10]).
Két évvel Balard előtt Justus von Liebig német vegyész 1824-ben öntudatlanul elemi brómot termelt. Megbízták Salzhausen sóoldatainak elemzésével [11], mert a város fürdőt tervezett. [12] A sós víz vizsgálata során Liebig talált egy új anyagot, amelyet jód-kloridként értelmezett. 13 évvel később elismerte, hogy hanyag elemzése rabolta tőle egy új elem felfedezését. Liebig azt írta: „Ismerek egy vegyészt, aki Kreuznachban tartózkodva megvizsgálta a sóművek anyalúgjait.” Folytatta a szerencsétlenség leírását, és a következő szavakkal fejezte be: „Azóta sem javasolt több elméletet, ha kétségtelen kísérletekkel nem támasztották alá és erősítették meg őket; és jelenthetem, hogy nem tett rosszul ez ügyben. "[13] [14]
Esemény
A bróm bromidok, a hidrogén-bromid sav sói formájában fordul elő. Mennyiségét tekintve a legnagyobb lerakódások oldott bromidokként találhatók a tengervízben. A természetes sóbetétek (kőzet- és káliumsók) szintén kis mennyiségben tartalmaznak kálium-bromidot és kálium-bromátot.
Kivonás és bemutatás
Az elemi bróm ipari előállítása a bromid-oldatok klórral történő oxidációja révén történik.
Bromidforrásként sós vizet és nagy mélységből származó sós vizet, valamint sós tavakat és esetenként tengervizet is használnak. [15] A káliumkivonásból származó maradék folyadékokból történő kivonás már nem gazdaságos. 1961 óta az évente visszanyert bróm mennyisége több mint megduplázódott 100 000 tonnáról félmillió tonnára. A legnagyobb brómtermelők az Egyesült Államok, Kína, Izrael és Jordánia. [16]
A laboratóriumban brómot úgy lehet előállítani, hogy a nátrium-bromidot kénsavval és mangán-dioxiddal reagáltatják a melegben. A brómot desztillációval választják el.
jellemzők
Fizikai tulajdonságok
A bróm sűrűsége 3,12 g/cm 3. A nehéz vörösesbarna folyadék olyan klórszagú gőzöket képez, amelyek mérgezőbbek, mint a klór. A szilárd bróm sötét; tovább hűlve világosodik. Mérsékelten oldódik vízben és nagyon oldódik szerves oldószerekben, például alkoholokban, szén-diszulfidban vagy szén-tetrakloridban. A vízben oldott bróm lassan reagál a hipobrominsav (HBrO) köztes képződésével és az oxigén felszabadulásával hidrogén-bromidot (HBr) képezve. A kinetikailag gátolt reakciót a (nap) fény felgyorsítja, így a brómvizet barna, kevésbé áttetsző palackokban tárolják.
Kémiai tulajdonságok
A bróm kémiailag viselkedik, mint a könnyebb klór, de gázállapotban kevésbé reagál. A nedvesség nagymértékben növeli a bróm reakcióképességét. A klórral ellentétben csak magasabb hőmérsékleten reagál hidrogénnel hidrogén-bromidot (színtelen gáz) képezve.
Sok fémmel (pl. Alumíniummal) exoterm módon reagálva képezi a megfelelő bromidot. Csak a tantál és a platina ellenáll a nedves brómnak. [17]
használat
- A gallium-arsenid kémiai polírozása (metanolos oldatként)
- Többszörösen brómozott bifenileket vagy difenilétereket, mint égésgátló anyagokat a nyomtatott áramköri lapokhoz. 2000-ben a bróm 38% -át brómozott égésgátlók gyártásához használták fel. [18]
- Metil-bromid mint peszticid
- Fertőtlenítő (enyhébb, mint a klór)
- bromidok formájában, például kálium-bromid, gyógyszerként (kábítószer, nyugtató és altatók; terápiában rezisztens epilepszia kezelése generalizált tonikus-klónikus rohamokkal, korábban nagyon népszerű - mára elavult). 1928-ban a brómot tartalmazó gyógyszerek öt receptjének egyikét adták ki az Egyesült Államokban. [19]
- Fotóipar (ezüst-bromid a fényérzékeny szuszpenzió részeként)
- Alkáli hipobromitok, mint fehérítőszerek
- a laboratóriumban indikátorként (a telítetlen szénvegyületek elszínezik a brómvizet, azaz brómot adnak hozzá)
- Bromátok, mint oxidálószerek
- Brómtartalmú gumi "légzáró" gumiabroncsok gyártásához
- Könnygáz, pl. B. monobromo-aceton formájában
- az iraki háborúban az amerikai katonák idegmérgező szománja elleni védelemben
- Korábban alkil-bromidok formájában, mint Utcaseprő ólom eltávolításához a hengerekből ólmozott benzin használata esetén
bizonyíték
A bromid-ionok minőségileg kimutathatók klórvíz és hexán segítségével.
A halogenidek egyéb detektálási reakcióihoz hasonlóan a bromid ezüst sójának gyenge oldhatósága is felhasználható a bromid ionok nedves-kémiai detektálására. Ugyanez vonatkozik a halogenidek titrálással történő volumetrikus meghatározására is.
A bromid és bromát nyomának meghatározásához és specifikálásához ionkromatográfiát alkalmaznak. A polarográfiában a bromát katódos lépést mutat -1,78 V feszültség mellett (szemben az SCE-vel, 0,1 mol/l KCl-ban), ahol bromiddá redukálódik. A bromát nyomait differenciális impulzus polarográfia segítségével is rögzíthetjük.
biztonsági utasítások
Az elemi bróm nagyon mérgező és erősen maró hatású, a bőrrel való érintkezés kémiai égési sérülésekhez vezet, amelyeket nehéz gyógyítani. A belélegzett brómgőzök légszomjhoz, tüdőgyulladáshoz és tüdőödémához vezetnek. A bróm mérgező a vízi szervezetekre is.
Brómmal történő munkavégzés során a laboratóriumban általában három százalékos nátrium-tioszulfát-oldatot biztosítanak, mivel nagyon jól meg tudja kötni a kiömlött brómot vagy hidrogén-bromidot. Itt nátrium-bromid, elemi kén és kénsav képződik. A kapott sav további tioszulfátot kénné és kén-dioxiddá bonthat:
A brómot üvegből, ólomból, monelből vagy nikkelből készült tartályokban tárolják. Vannak speciális brómpalackok is, amelyek teljes egészében PTFE-ből (teflon) készülnek. A PTFE az egyetlen műanyag, amelyet nem támad meg a bróm.
linkek
A bróm különféle oxidációs állapotban képez vegyületeket −1 és +7 között. A legstabilabb és leggyakoribb oxidációs állapot −1, a magasabbak csak azoknál a vegyületeknél képződnek, amelyekben több az elektronegatív elem, oxigén, fluor és klór. A páratlan oxidációs állapotok +1, +3, +5 és +7 stabilabbak, mint a párosak.
Hidrogén-bromid és -bromidok
Azokat a szervetlen vegyületeket, amelyekben a bróm -1 oxidációs állapotban van, tehát anionként, bromidoknak nevezzük. Ezek a hidrogén-bromid (HBr) gáznemű hidrogénvegyületéből származnak. Ez egy erős sav, és könnyen felszabadítja a protont vizes oldatokban. A bromidok általában vízben könnyen oldódnak, kivételt képeznek az ezüst-bromid, a higany (I) -bromid és az ólom (II) -bromid.
Az alkálifémek, különösen a nátrium-bromid brómjai különösen jól ismertek. A kálium-bromidot szintén nagy mennyiségben használják, elsősorban műtrágyaként és más káliumvegyületek előállítására.
Bróm-oxidok
Számos bróm- és oxigénvegyület ismert. Ezek a BrOx (x = 1–4) és a Br2Ox (x = 1–7) általános képleteken alapulnak. A bróm-oxidok közül kettőt, a dibromotrioxidot (Br203) és a dibromopentaoxidot (Br205), szilárd anyagként lehet elkülöníteni. [20]
Bróm-savak
A bróm-oxidok mellett a bróm és az oxigén számos savat is képez, amelyekben a brómatomot egy-négy oxigénatom veszi körül. Ezek a következők: hipobromsav, bróm-sav, bróm-sav és perbromsav. Tiszta anyagként instabilak, és csak vizes oldatban vagy sóik formájában ismertek.
Interhalogén vegyületek
A bróm számos interhalogén vegyületet képez, főleg fluorral, és egyes esetekben a többi halogénnel. A bróm-fluoridoknak, például a bróm-fluoridnak és a bróm-trifluoridnak erős oxidáló és fluorozó hatása van. Míg a bróm a fluor-bróm- és klór-bróm-vegyületek elektropozitívabb eleme oxidációs állapotban bróm-kloridban +1-ig bróm-pentafluoridban +5-ig, addig a jóddal alkotott vegyületeknél ez az elektregatívabb komponens. Ezzel az elemmel ismertek a jodobromid és a jodotibromid vegyületek.
Szerves brómvegyületek
Különféle szerves brómvegyületek (szintén Bróm-szerves vegyületek) szintetikus úton állítják elő. A brómalkánok, a brómalkének és a brómaromatikák fontosak. Többek között oldószerként, hűtőközegként, hidraulikaolajként, peszticidként, égésgátlóként vagy gyógyszerként használják.
A szerves brómvegyületek közé tartoznak a polibrómozott dibenzodioxinok és a dibenzofuránok is.