бром

1. Бромсодержащие кислоти [ правити | правити код ]
2. У хімії [ правити | правити код ]
3. Промислове застосування [ правити | правити код ]
4. В медицині [ правити | правити код ]

Цей термін має також інші значення див. Br . бром ← селен | криптон → Зовнішній вигляд простої речовини Червоно-бура рідина з сильним неприємним «важким» запахом властивості атома Назва, символ, номер Бром / Bromum (Br), 35 атомна маса
( молярна маса ) [79,901; 79,907] [Комм 1] [1] . а. е. м. ( г / моль ) Електронна конфігурація [Ar] 3d10 4s2 4p5 Хімічні властивості ковалентний радіус 114 пм радіус іона (+ 5e) 47 (-1e) 196 пм електронегативність 2,96 (шкала Полінга) електродний потенціал 0 ступені окислення +7, +5, +3, +1, 0, -1 енергія іонізації
(Перший електрон) 1142,0 (11,84) кДж / моль ( еВ ) Термодинамічні властивості щільність (при н. у. ) 3,102 (25 ° C) г / см³ Температура плавлення 265,9 К (-7,25 ° C) Температура кипіння 331,9 К (58,6 ° C) Уд. теплота плавлення (Br-Br) 10,57 кДж / моль Уд. теплота випаровування (Br-Br) 29,56 кДж / моль Питома теплоємність 75,69 [2] Дж / (K моль) молярний об'єм 23,5 см ³ / моль Кристалічна решітка простого речовини Структура ґратки орторомбические параметри решітки a = 6,67, b = 4,48, c = 8,72 Å Інші характеристики теплопровідність (300 K) 0,005 Вт / (м · К) номер CAS 7726-95-6

Бром (від грец. βρῶμος - «вонючка», «смердючий») - хімічний елемент з атомним номером 35 [3] . належить до 17-й групі періодичної таблиці хімічних елементів (За застарілою короткої формі періодичної системи належить до головної підгрупи VII групи, або до групи VIIA), знаходиться в четвертому періоді таблиці. атомна маса елемента 79,901 ... 79,907 а. е. м. [1] [Комм 1] . Позначається символом Br (від лат. Bromum). хімічно активний неметалл , Відноситься до групи галогенів . проста речовина бром при нормальних умовах є важкою їдкою рідиною червоно-бурого кольори з сильним неприємним «важким» запахом , Віддалено нагадує запах одночасно йоду і хлору . Летючий, отруйний. молекула брому двоатомний (формула Br2).

Бром був незалежно відкритий [4] двома хіміками: Карлом Якобом Левіха [En] ( ньому. Carl Jacob Löwig) в 1825 році [5] , і Антуаном Жеромом Баларом в 1826 році [6] . Відкриття Балара, молодого викладача коледжу міста Монпельє , Зробило його ім'я відомим всьому світу. З однієї популярної книги в іншу кочує твердження, що, засмучений тим, що у відкритті брому нікому не відомий Антуан Балар випередив самого Юстуса фон Лібіха , Останній вигукнув, що, мовляв, не Балар відкрив бром, а бром відкрив Балара. Однак це твердження неточно: фраза належала не фон Лібіху, а Шарлю Жерару , Який дуже хотів, щоб кафедру хімії в паризькому університеті зайняв Огюст Лоран , А не обраний на посаду професора А. Балар.

Назва елемента походить від грец. βρῶμος - «поганий запах, сморід» [7] .

Кларк брому - 1,6 г / т. Бром широко поширений в природі і в розсіяному стані зустрічається майже повсюдно. Майже всі з'єднання брому розчинні у воді і тому легко вилуговуються з гірських порід. Як домішка він є в сотнях мінералів . Але є лише невелика кількість нерозчинних у воді мінералів - галогенідів срібла і міді. Найвідоміший з них - бромаргіріт AgBr. Інші мінерали - йодоброміт Ag (Br, Cl, I), емболії Ag (Cl, Br) [8] . Власних мінералів брому мало ще й тому, що його іонний радіус дуже великий і іон брому не може надійно закріпитися в кристалічній решітці інших елементів, разом з катіонами середніх розмірів. У накопиченні брому основну роль грають процеси випаровування океанічної води, в результаті чого він накопичується як в рідкій, так і в твердій фазах. Найбільші концентрації відзначаються в кінцевих маткових розсолах. У гірських породах бром присутній головним чином у вигляді іонів, які мігрують разом з ґрунтовими водами. Частина земної брому пов'язана в організмах рослин в складні і здебільшого нерозчинні органічні сполуки. Деякі рослини активно накопичують бром. Це в першу чергу бобові - горох, квасоля, сочевиця, а також морські водорості. У морі зосереджена велика частина брому. Є він і в воді солоних озер, і в підземних водоносних пластах, супутніх родовищам горючих копалин, а також калійних солей і кам'яної солі. Є бром і в атмосфері, причому зміст цього елемента в повітрі приморських районів завжди більше, ніж в районах з різко континентальним кліматом.

В якості вихідної сировини для виробництва брому служать:

1. морська вода (65 мг / л [9] ),
2. розсоли соляних озер,
3. цёлок калійних виробництв,
4. підземні води нафтових і газових родовищ.

Бром одержують хімічним шляхом з розсолу Br-:

Cl 2 + 2 Br - ⟶ 2 Cl - + Br 2 {\ displaystyle {\ ce {Cl2 + 2 Br- -> 2 Cl- + Br2}}}

При звичайних умовах бром - червоно-бура летюча рідина з різким неприємним запахом, отруйний, при зіткненні зі шкірою утворюються опіки. Бром - одне з двох простих речовин (і єдине з неметалів), поряд зі ртуттю , Яке при кімнатній температурі є рідким. Щільність при 0 ° C - 3,19 г / см ³. Температура плавлення брому дорівнює -7,2 ° C. Температура кипіння становить +58,6 ° C, при кипінні бром перетворюється з рідини в буро-коричневі пари, при вдиханні дратівливі дихальні шляхи. Стандартний електродний потенціал Br2 / Br- у водному розчині дорівнює +1,065 В.

Природний бром складається з двох стабільних ізотопів 79Br (50,56%) і 81Br (49,44%). Штучно отримані численні радіоактивні ізотопи брому.

У вільному вигляді існує у вигляді двохатомних молекул Br2. Помітна дисоціація молекул на атоми спостерігається при температурі 800 ° C і швидко зростає при подальшому зростанні температури. Діаметр молекули Br2 дорівнює 0,323 нм, меж'ядерних відстань в цій молекулі - 0,228 нм.

Бром трохи, але краще за інших галогенів розчинний у воді (3,58 г на 100 г води при 20 ° C), розчин називають бромной водою . У бромной воді протікає реакція з утворенням бромоводородной і нестійкою бромноватистой кислот:

Br 2 + H 2 O ⟶ HBr + HBrO {\ displaystyle {\ ce {Br2 + H2O -> HBr + HBrO}}}

З більшістю органічних розчинників бром змішується в усіх відношеннях, при цьому часто відбувається бромування молекул органічних розчинників.

За хімічної активності бром займає проміжне положення між хлором і йодом . При реакції брому з розчинами йодидів виділяється вільний йод:

Br 2 + 2 KI ⟶ I 2 ↓ + 2 KBr {\ displaystyle {\ ce {Br2 + 2 KI -> I2 v + 2 KBr}}}

Навпаки, при дії хлору на броміди, що знаходяться у водних розчинах, виділяється вільний бром:

Cl 2 + 2 KBr ⟶ Br 2 + 2 KCl {\ displaystyle {\ ce {Cl2 + 2 KBr -> Br2 + 2 KCl}}}

При реакції брому з сірої утворюється S2Br2 , При реакції брому з фосфором - PBr3 і PBr5 . Бром реагує також з неметаллами селеном і телуром .

Реакція брому з воднем протікає при нагріванні і призводить до утворення бромоводорода HBr. Розчин HBr в воді - це бромоводородной кислота, по силі близька до соляній кислоті HCl. Солі бромоводородной кислоти - броміди ( NaBr , MgBr2 , AlBr3 та ін.). Якісна реакція на присутність бромід-іонів в розчині - освіту з іонами Ag + світло-жовтого осаду бромида срібла AgBr, практично нерозчинного у воді.

З киснем і азотом бром безпосередньо не реагує. Бром утворює велике число різних сполук з іншими галогенами. Наприклад, зі фтором бром утворює нестійкі BrF3 і BrF5, з йодом - IBr. При взаємодії з багатьма металами бром утворює броміди, наприклад, AlBr3, CuBr2, MgBr2 і ін. Стійкі до дії брому тантал і платина , в меншій мірі - срібло , титан і свинець .

Рідкий бром легко взаємодіє з золотом, утворюючи трибромід золота AuBr3 [10] :

2 Au + 3 Br 2 ⟶ 2 AuBr 3 {\ displaystyle {\ ce {2 Au + 3 Br2 -> 2 AuBr3}}}

Бром - сильний окислювач , Він окисляє сульфит-іон до сульфату, нітрит-іон - до нітрату і т. Д.

При взаємодії з органічними сполуками, що містять подвійну зв'язок , Бром приєднується, даючи відповідні дібромпроізводние:

C 2 H 4 + Br 2 ⟶ C 2 H 4 Br 2 {\ displaystyle {\ ce {C2H4 + Br2 -> C2H4Br2}}}

Приєднується бром і до органічних молекул, в складі яких є потрійний зв'язок . Знебарвлення бромної води при пропущенні через неї газу або додаванні до неї рідини свідчить про те, що в газі або в рідині присутній неграничне з'єднання.

При нагріванні в присутності каталізатора бром реагує з бензолом з освітою бромбензол C6H5Br (реакція заміщення).

При взаємодії брому з розчинами лугів і з розчинами карбонатів натрію або калію утворюються відповідні броміди і бромати , Наприклад:

3 Br 2 + 3 Na 2 CO 3 ⟶ 5 NaBr + NaBrO 3 + 3 CO 2 {\ displaystyle {\ ce {3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2}}}

реагує з родановодородом :

HSCN + Br 2 ⟶ BrCN + HBr + S ↓ {\ displaystyle {\ ce {HSCN + Br2 -> BrCN + HBr + S v}}}

Бромсодержащие кислоти [ правити | правити код ]

Крім безкисневому бромоводородной кислоти HBr , Бром утворює ряд кисневих кислот: бромную HBrO4 , бромноватой HBrO3 , бромистий HBrO2 , бромноватистой HBrO .

У хімії [ правити | правити код ]

• Речовини на основі брому широко застосовуються в органічному синтезі.
• « бромная вода »(Водний розчин брому) застосовується як реагент для якісного визначення ненасичених органічних сполук.

Промислове застосування [ правити | правити код ]

Значна частина елементарного брому до початку 1980-х використовувалася для виробництва 1,2-диброметану , Що входив до складу етилової рідини - антидетонуючу добавки до бензину, що містить тетраетилсвинець ; диброметан в цьому випадку служив джерелом брому для освіти щодо летючого диброміду свинцю для запобігання осадження твердих оксидів свинцю на деталях двигуна. Бром також використовується в синтезі антипиренов - добавок, що додають пожежостійкість пластиків, деревині, текстильним матеріалам.

• бромід срібла AgBr застосовується в фотографії як світлочутливі речовина.
• пентафторид брому іноді використовується як дуже сильний окислювач ракетного палива.
• Розчини бромидов використовуються в нафтовидобутку.
• Розчини бромидов важких металів використовуються як «важкі рідини» при збагаченні корисних копалин методом флотації.
• Багато броморганічних з'єднання застосовуються як інсектициди і пестициди.

В медицині [ правити | правити код ]

У виробництві зброї [ правити | правити код ]

З часів Першої світової війни бром використовується для виробництва бойових отруйних речовин .

Бром і його пари токсичні. Вже при вмісті брому в повітрі в концентрації близько 0,001% (за обсягом) спостерігається роздратування слизових оболонок , запаморочення , Носові кровотечі, а при більш високих концентраціях - спазми дихальних шляхів , задуха . ГДК парів брому - 0,5 мг / м³. ЛД50 при пероральному введенні для щурів становить 1700 мг / кг. Для людини смертельна доза перорально становить 14 мг / кг [11] . При отруєнні парами брому потерпілого потрібно негайно вивести на свіже повітря (як можна в більш ранній стадії показані інгаляції кисню); для відновлення дихання можна на невеликий час користуватися тампоном, змоченим нашатирним спиртом , На короткий час періодично підносячи його до носа потерпілого. Подальше лікування повинно проводитися під наглядом лікаря. рекомендуються інгаляції тіосульфату натрію у вигляді 2% водного розчину, рясне пиття теплого молока з мінеральною водою або содою, кави. Особливо небезпечно отруєння парами брому людей, які страждають астмою і захворюваннями легень, так як при вдиханні парів брому дуже висока ймовірність набряку легенів. Рідкий бром при попаданні на шкіру викликає хворобливі і довго не загоюються опіки .

В 2014 році дослідження показало, що бром (в формі бромід-іона ) Є необхідним кофактором в ході біосинтезу колагену IV , Роблячи елемент істотним в архітектурі базальної мембрани і розвитку тканин у тварин [12] . Тим не менш, не було відзначено ніяких чітких симптомів або синдромів дефіциту при повному видаленні брому з їжі [13] . В інших біологічних функціях бром може не бути необхідним, але все ж приносити користь, особливо коли він замінює хлор. Наприклад, в присутності перекису водню H2O2 синтезируемая еозинофілами з іонами хлориду або броміду еозинофільна пероксидаза забезпечує потужний механізм, за допомогою якого еозинофіли вбивають багатоклітинних паразитів (Таких, як, наприклад, Нематодниє черви , Які беруть участь в філяріози ) і деякі бактерії , Такі як бактерії туберкульозу ). Еозинофільна пероксидаза - це галопероксідаза , Яка більш ефективно використовує бром, а не хлор для цієї мети, виробляючи гіпоброміт ( бромводородную кислоту ), Хоча використання хлорид-іона також можливо [14] . хоча α-галоефіри , Як правило, вважаються високореактівние і, отже, токсичними проміжними продуктами в біоорганічної синтезі, ссавці, включаючи людей, кішок і щурів, мабуть, біосінтезіруют сліди α-бромефіра, 2-октил-4-бром-3-оксобутаноата, які присутні у їх спинномозкової рідини і, ймовірно, грають поки неясну роль у виникненні швидкого сну [15] .

Морські організми є основним джерелом броморганічних з'єднань , І саме в цих організмах роль брому могла б бути набагато вищою. Більше 1600 таких броморганічних з'єднань були ідентифіковані до 1999 року. Найбільш поширеним є метилбромід (CH3Br), близько 56 000 тонн якого синтезується за рік морськими водоростями [16] . Ефірна олія гавайської водорості Asparagopsis taxiformis складається з 80% бромоформу [17] . Більшість таких броморганічних з'єднань в море синтезується водоростями під дією унікального ферменту, ванадійбромпероксідази [18] .

При роботі з бромом слід користуватися захисним спецодягом, протигазом , Спеціальними рукавичками. Через високу хімічної активності і токсичності як парів брому, так і рідкого брому його слід зберігати в скляній, щільно закупореній толстостенной посуді. Судини з бромом у своєму розпорядженні в ємностях з піском, який охороняє судини від руйнування при струшуванні. Через високої щільності брому судини з ним ні в якому разі не можна брати тільки за горло (горло може відірватися, і тоді бром виявиться на підлозі).

Протоки брому доцільно посипати карбонатом натрію :

3 Br 2 + 3 Na 2 CO 3 ⟶ 5 NaBr + NaBrO 3 + 3 CO 2 ↑ {\ displaystyle {\ ce {3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2 ^}}}

або вологою харчовою содою :

6 NaHCO 3 + 3 Br 2 ⟶ 5 NaBr + NaBrO 3 + 6 CO 2 ↑ + 3 H 2 O {\ displaystyle {\ ce {6 NaHCO3 + 3 Br2 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 6 CO2 ^ + 3 H2O}} }

Однак реакція елементарного брому з содою носить сильно екзотермічний характер , Що веде до збільшення випаровування брому, до того ж виділяється вуглекислота також сприяє випаровуванню, тому користуватися вищеописаними методами не рекомендується [ Джерело не вказано 1218 днів ]. Найкраще [ Джерело не вказано 1218 днів ] Для дегазації брому підходить водний розчин тіосульфату натрію Na2S2O3. Для локалізації великих проток брому можна використовувати розчин тіосульфату натрію з добавками пенообразующих речовин і аеросилу . Цей же розчин (3-5-процентний тіосульфат натрію) використовується для змочування ватно-марлевих пов'язок, які допомагають захистити органи дихання від парів брому.

Існує широко поширена міська легенда про те, що в армії, місцях позбавлення волі і психіатричних лікарнях нібито додають сполуки брому в їжу для зниження статевого потягу. Походження цього міфу достеменно невідомо.

Препарати брому мають солоний смак і надають седативний (Заспокійливий) і снодійний ефект [19] .

Ні в якому разі не можна плутати «аптечний бром» (водні розчини броміду калі або натрію ), Який застосовують при розладах нервової системи, і елементарний бром, який є високотоксичним речовиною з дратівливим дією. Приймати елементарний бром всередину ні в якому разі не можна - це отрута [20] .

1. ↑ 1 2 Вказано діапазон значень атомної маси в зв'язку з неоднорідністю поширення ізотопів в природі

1. ↑ 1 2 Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (Англ.) // Pure and Applied Chemistry . - 2016. - Vol. 88, no. 3. - P. 265-291. - DOI : 10.1515 / pac-2015-0305 .
2. ↑ Ксьонзенко В. І., Стасіневіч Ц. С. бром // Хімічна енциклопедія: у 5 т / Кнунянц І. Л. (Гл. Ред.). - М.: Радянська енциклопедія , 1988. - Т. 1: А-Дарзана. - С. 318. - 623 с. - 100 000 прим. - ISBN 5-85270-008-8 .
3. ↑ таблиця Менделєєва на сайті ІЮПАК .
4. ↑ Weeks, Mary Elvira (1932). "The discovery of the elements: XVII. The halogen family ". Journal of Chemical Education. 9 (11): 1915. Bibcode : 1932JChEd ... 9.1915W . DOI : 10.1021 / ed009p1915 .
5. ↑ Löwig, Carl Jacob (1829). "Das Brom und seine chemischen Verhältnisse" [Bromine and its chemical relationships] [ ньому. ]. Heidelberg: Carl Winter.
6. ↑ Vauquelin, LN; Thenard, LJ; Gay-Lussac, JL (1826). "Rapport sur la Mémoire de M. Balard relatif à une nouvelle Substance" [Report on a memoir by Mr. Balard regarding a new substance]. Annales de Chimie et de Physique. 2nd series [ фр. ]. 32: 382-384.
7. ↑ Великий давньогрецький словник (αω) . Читальний зал 12 лютого 2013 року.
8. ↑ емболії // Енциклопедичний словник Брокгауза і Ефрона : В 86 т. (82 т. І 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
9. ↑ JP Riley, Skirrow G. Chemical Oceanography, V. 1, 1965.
10. ↑ Лидин Р. А. та ін. Хімічні властивості неорганічних речовин. - 3-е изд., Испр. - М.: Хімія, 2000. - 480 с. - ISBN 5-7245-1163-0 .
11. ↑ Каталог хімічних реактивів фірми MERCK (Німеччина), 2008-2010 р
12. ↑ McCall AS; Cummings CF; Bhave G; Vanacore R; Page-McCaw A; et al. (2014 року). "Bromine Is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture" . Cell. 157 (6): 1380-92. DOI : 10.1016 / j.cell.2014.05.009 . PMC 4144415 . PMID 24906154 .
13. ↑ Nielsen, Forrest H. (2000). "Possibly Essential Trace Elements" . Clinical Nutrition of the Essential Trace Elements and Minerals : 11-36. DOI : 10.1007 / 978-1-59259-040-7_2 . ISBN 978-1-61737-090-8 .
14. ↑ Mayeno AN; Curran AJ; Roberts RL; Foote CS (1989). "Eosinophils preferentially use bromide to generate halogenating agents". J. Biol. Chem. 264 (10): 5660-8. PMID 2538427 .
15. ↑ Gribble, Gordon W. (1999-01-01). "The diversity of naturally occurring organobromine compounds" . Chemical Society Reviews [ англ. ]. 28 (5): 335. DOI : 10.1039 / A900201D . ISSN 1460-4744 .
16. ↑ Gribble, Gordon W. (1999). "The diversity of naturally occurring organobromine compounds". Chemical Society Reviews. 28 (5): 335-346. DOI : 10.1039 / a900201d .
17. ↑ Burreson, B. Jay; Moore, Richard E .; Roller, Peter P. (1976). "Volatile halogen compounds in the alga Asparagopsis taxiformis (Rhodophyta)". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 24 (4): 856-861. DOI : 10.1021 / jf60206a040 .
18. ↑ Butler, Alison; Carter-Franklin, Jayme N. (2004). "The role of vanadium bromoperoxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural products". Natural Product Reports. 21 (1): 180-8. DOI : 10.1039 / b302337k . PMID 15039842 .
19. ↑ Машковський М. Д. Лікарські засоби. - 15-е изд. - М.: Нова Хвиля, 2005. - С. 89-90. - 1200 с. - ISBN 5-7864-0203-7 .
20. ↑ Сергій Уфімцев. Витік брому зірвала свято знань в школах Челябінська (неопр.). Комсомольська правда. Дата звернення 24 лютого 2013. Читальний зал 25 лютого 2013 року.