Все способы получения hbr

Бромоводородная кислота. Способы получения, физические и химические свойства

Бромоводородная кислота (другое название бромоводород) — это неорганическое соединение водорода (H) с бромом (Br). Это бесцветный газ, который во влажном воздухе образует густой туман.

Какие существуют способы получения бромоводорода

По причине высокой степени окисляемости бромоводороной кислоты, ее нельзя получить посредством воздействия серной кислоты концентрированной на бромиды металлов щелочных. Происходит следующая реакция:

2KBr (бромид калия) + 2Н2SO4 (кислота серная) = К2SO4 (калия сульфат) + SO2 (оксид серы) + Br2 (молекула брома) + 2Н2О (вода)

1. В промышленности получение кислот, таких как бромоводородная, осуществляется посредством реакции, в ходе которой взаимодействуют составляющие элементы. Например, рассматриваемое нами вещество можно получить следующим способом:

H2 (молекула водорода) + Br2 (молекула брома) = 2HBr (бромоводородная кислота)

Эта реакция осуществима при температуре от 200 до 400 градусов.

2. Также возможно получение бромоводородной кислоты и в лабораторных условиях несколькими способами.

— посредством гидролиза пентабромида фосфора или трибромида:

PBr3 (трибромид) + 3H2O (три молекулы воды) = H3PO3 (кислота фосфорная) + 3HBr (бромоводородная кислота, формула химическая)
PBr5 (пентабромид) + 4H2O (четыре молекулы воды) = H3PO4 (кислота фосфорная) + 5HBr (бромоводород)

— путем восстановления брома:

3Br2 (три молекулы брома) + S (сера) + 4H2O (вода) = (реакция возможна при температуре, равной 100-150 градусов) H2SO4 (серная кислота) + 6HBr (бромоводород)
3Br2 (три молекулы брома) + KNO2 (калия нитрит) + 4H2O (вода) = KNO3 (нитрат калия) + 2HBr (бромоводород)

— посредством вытеснения разбавленной кислотой щелочных металлов из бромидов:

KBr (бромистый калий) + H2SO4 (серная кислота) = KHSO4 (калия гидросульфат) + HBr (выделяется в виде газа)

3. Как побочный продукт бромистый водород можно получить при синтезе органических бромопроизводных соединений.

Физические свойства бромоводорода:

1. Бромоводородная кислота — это газ без цвета, имеющий неприятный и резкий запах. Сильно дымится на воздухе. Обладает высокой устойчивостью к температурам.

2. Хорошо растворяется в H2O (вода) и этаноле с образованием электролита. Водный раствор бромоводорода образует азеотропную смесь, которая кипит при температуре 124 градуса. В одном литре воды растворяется около полулитра бромводорода (при 0 градусов).

3. В процессе охлаждения водного раствора бромистого водорода можно получить следующие кристаллогидраты: HBr*H2O, HBr*2H2O, HBr*4H2O.

4. Чистый бромоводород образует кристаллы сингонии орторомбической, пространственной группы F mmm.

5. При температуре -66,8 градусов переходит в жидкое состояние, а при — 87 градусов затвердевает.

Химические свойства бромоводорода:

1. Бромоводородная кислота при взаимодействии с водой образует сильную кислоту одноосновную. Эта реакция выглядит так:

HBr + H2O (вода) = Br- (анион брома) + H3O+ (ион гидроксония)

2. Данное вещество устойчиво к высоким температурам, однако, при 1000 градусах около 0,5% всех молекул разлагаются:

2HBr (бромоводородная кислота) = H2 (молекула водорода) + Br2 (молекула брома)

3. Рассматриваемое нами химическое соединение реагирует с различными металлами, а также их основаниями и оксидами. Примеры реакций:

2HBr + Mg (магний) = MgBr2 (бромид магния) + H2 (выделяется в виде газа)
2HBr + CaO (кальция оксид) = CaBr2 (бромид кальция) + H2O (вода)
HBr + NaOH (натрия гидроксид) = NaBr (бромид натрия) + H2O (вода)

4. Бромоводород также является восстановителем. На воздухе медленно окисляется. По этой причине его водные растворы через некоторое время окрашиваются в бурый цвет. Реакция будет такая:

4HBr (бромоводородная кислота) + O2 (молекула кислорода) = 2Br2 (молекула брома) + 2H2O (вода)

Применение

Бромоводород используют для создания (синтеза) различных органических производных брома и для приготовления бромидов различных металлов. Особенное значение имеет бромид серебра, так как он используется в производстве кинофотоматериалов.

Как производится транспортировка

В баллонах емкостью 68 или 6,8 литров под давлением в 24 атмосферы.

Источник

Бромоводород

Бромоводород
Систематическое наименование	бромоводород
Традиционные названия	Бромистый водород
Хим. формула	HBr
Рац. формула	HBr
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	80,91 г/моль
Плотность	газ (25 °C), 3,307 г/л, жидкий (−68 °C) 2,17 г/см³
Энергия ионизации	11,62 ± 0,01 эВ
Температура
• плавления	–86.80 °C
• кипения	–66.38 °C
Критическая точка	90,0 °C, 8,54 МПа
Энтальпия
• образования	-34,1 кДж/моль
Давление пара	20 ± 1 атм , 20,003 бар , 26,5 бар и 40,7 бар
Константа диссоциации кислоты pKa	≈ –9
Растворимость
• в воде	193 (20 °C)
Дипольный момент	0,24 Д
Рег. номер CAS	10035-10-6
PubChem	260
Рег. номер EINECS	233-113-0
SMILES
RTECS	MW3850000
ChEBI	47266
Номер ООН	1048
ChemSpider	255
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Бромоводород (HBr) — соединение брома с водородом. Бесцветный тяжёлый токсичный газ, образует туман в сыром воздухе.

Содержание

Получение

В промышленности бромоводород получают непосредственным взаимодействием простых веществ:

Также бромистый водород получается как побочный продукт при синтезе бромпроизводных органических соединений

В лаборатории получают гидролизом трибромида или пентабромида фосфора:

Восстановление брома несколькими способами:

Вытеснение из бромидов щелочных металлов разбавленной кислотой:

Физические свойства

Бромистый водород — это бесцветный ядовитый газ с резким запахом, сильно дымящий на воздухе. Термически очень устойчив.

Хорошо растворим в воде: 221 г/100 г воды при 0 °C (193 при 25°, 130 при 100 °C). Водный раствор образует азеотропную смесь с 47,63 % HBr, которая кипит при 124,3 °C.

Растворяется в этаноле, образуя слабый электролит.

При охлаждении водных растворов HBr можно получить кристаллогидраты:

• HBr·H₂O — устойчив при −15,5÷-3,3 °C
• HBr·2H₂O — плавится при −11,2 °C
• HBr·4H₂O — плавится при −55,8 °C

Чистый HBr образует кристаллы орторомбической сингонии, пространственная группа F mmm, параметры при −173 °C a = 0,5640 нм, b = 0,6063 нм, c = 0,5555 нм, Z = 4.

Химические свойства

Водный раствор бромистого водорода образует сильную одноосновную кислоту:

Термически HBr очень устойчив, при температуре 1000 °C разлагаются около 0,5 % молекул:

Как кислота реагирует с металлами, их оксидами, основаниями:

Является восстановителем, медленно окисляется на воздухе, из-за чего водные растворы со временем окрашиваются в бурый цвет:

Применение

Применяют для приготовления бромидов, синтеза различных органических бромпроизводных и для реактивного ионного травления.

Транспортировка

Безводный HBr транспортируют в баллонах ёмкостью 6,8 и 68 кг под давлением 24 атм.

Токсичность

Бромистый водород — едкое, весьма токсичное вещество, обладающее удушающим действием. Предельно допустимая концентрация = 10 мг/м³, поражающая токсодоза = 2,4 мг/л·мин.

Источник

Характеристики, синтез и использование бромистого водорода (HBr)

бромистый водород, Химическое соединение формулы HBr представляет собой двухатомную молекулу с ковалентной связью. Это соединение классифицируется как галогеноводород, представляющий собой бесцветный газ, который при растворении в воде образует бромистоводородную кислоту, насыщающуюся до 68,85% мас. / Мас. При комнатной температуре..

Водные растворы при 47,6% мас. / Мас. Образуют постоянно кипящую азеотропную смесь, кипящую при 124,3 ° С. Менее концентрированные кипящие растворы выделяют Н2О до тех пор, пока не будет достигнут состав постоянно кипящей азеотропной смеси.

• 1 Физико-химические свойства
• 2 Реактивность и опасности
• 3 Обработка и хранение
• 4 Синтез
• 5 использует
• 6 Ссылки

Физико-химические свойства

Бромистый водород — бесцветный газ при комнатной температуре с кислым и раздражающим запахом. Соединение стабильно, но постепенно темнеет при воздействии воздуха или света, как показано на рисунке 2 (Национальный центр биотехнологической информации, S.F.).

Он имеет молекулярную массу 80,91 г / моль и плотность 3,307 г / л, что делает его тяжелее воздуха. Газ конденсируется с образованием бесцветной жидкости с температурой кипения -66,73 градусов по Цельсию..

Продолжая охлаждаться, жидкость затвердевает, получая белые кристаллы, температура плавления которых составляет -86,82 градуса Цельсия с плотностью 2,603 ​​г / мл (Egon Wiberg, 2001). Внешний вид этих кристаллов иллюстрируется на фиг.3.

Расстояние соединения между бромом и водородом составляет 1,414 ангстрем, а его энергия диссоциации составляет 362,5 кДж / моль..

Бромистый водород более растворим в воде, чем хлористый водород, он способен растворять 221 г в 100 мл воды при температуре 0 градусов Цельсия, что эквивалентно объему 612 литров этого газа на каждый литр воды. Он также растворим в спирте и других органических растворителях..

В водном растворе (бромистоводородной кислоте) кислотные свойства HBr являются доминирующими (как в случае HF и HCl), и в связи водород-галоген он слабее в случае бромистого водорода, чем в хлористый водород.

Поэтому, если хлор пропускают через бромистый водород, наблюдается образование коричневых паров, характерных для молекулярного брома. Это объясняет следующая реакция:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

Это свидетельствует о том, что бромистый водород является более сильным восстановителем, чем хлористый водород, и что хлористый водород является лучшим окислителем.

Бромистый водород — сильная безводная кислота (без воды). Быстро и экзотермически реагирует с основаниями всех типов (включая амины и амиды).

Экзотермически реагирует с карбонатами (включая известняк и строительные материалы, содержащие известняк) и гидрокарбонатами с образованием углекислого газа.

Реагирует с сульфидами, карбидами, боридами и фосфидами с образованием токсичных или легковоспламеняющихся газов.

Реагирует со многими металлами (включая алюминий, цинк, кальций, магний, железо, олово и все щелочные металлы) с образованием легковоспламеняющегося газообразного водорода.

Бурно ответить с:

• уксусный ангидрид
• 2-аминоэтанол
• гидроксид аммония
• фосфид кальция
• хлорсульфоновая кислота
• 1,1-дифторэтилен
• этилендиамин
• полиэтиленимина
• дымящая серная кислота
• хлорная кислота
• б-пропиолактон
• оксид пропилена
• перхлорат серебра
• Фосфид урана (IV)
• винилацетат
• карбид кальция
• карбид рубидия
• ацетилид цезия
• ацетилид рубидия
• борид магния
• сульфат ртути (II)
• фосфид кальция
• карбид кальция (Химическая карта данных, 2016).

Реактивность и опасности

Бромистый водород классифицируется как разъедающее и раздражающее соединение. Это чрезвычайно опасно в случае контакта с кожей (раздражающим и вызывающим коррозию) и глазами (раздражающим) и в случае проглатывания и вдыхания (раздражение легких).

Состав хранится в герметичных контейнерах со сжиженным газом. Длительное воздействие огня или сильного нагрева может привести к сильному разрыву контейнера под давлением, который может выстрелить, выделяя раздражающие токсичные пары..

Длительное воздействие низких концентраций или кратковременное воздействие высоких концентраций может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья при вдыхании.

В результате термического разложения безводного бромистого водорода образуются токсичные газы брома. Это может стать легковоспламеняющимся, если это реагирует, выпуская водород. При контакте с цианидом образуются токсичные газы из цианистого водорода.

Вдыхание вызывает сильное раздражение носа и верхних дыхательных путей, которое может вызвать повреждение легких.

Проглатывание вызывает ожоги рта и желудка. Попадание в глаза вызывает сильное раздражение и ожоги. Контакт с кожей вызывает раздражение и ожоги.

Если это химическое вещество в растворе попало в глаза, их следует немедленно промыть большим количеством воды, иногда поднимая нижнее и верхнее веко.

При работе с этим химикатом не следует носить контактные линзы. Если ткань глаза замерзла, вам следует немедленно обратиться к врачу.

Если ткань не замерзла, немедленно и полностью промойте глаза большим количеством воды в течение не менее 15 минут, периодически поднимая нижнее и верхнее веко.

Если раздражение, боль, отек или слезы не проходят, обратитесь к врачу как можно скорее..

Если это химическое вещество в растворе попадет на кожу и не замерзнет, ​​немедленно промойте кожу, загрязненную водой..

Если это химическое вещество проникает в одежду, немедленно снимите одежду и промойте кожу водой.

В случае обморожения немедленно обратитесь к врачу. Не трите пораженные участки и не промывайте их водой. Чтобы не допустить дальнейшего повреждения тканей, не пытайтесь удалять замерзшую одежду из областей с морозом..

При вдыхании большого количества этого химического вещества человека, подвергшегося воздействию, следует немедленно вывести на свежий воздух. Если дыхание прекратилось, выполните реанимацию из уст в уста. Пострадавший должен быть в тепле и покое, в дополнение к попыткам получить медицинскую помощь как можно скорее.

Если это химическое вещество в растворе проглотили, немедленно обратитесь к врачу

Обработка и хранение

Баллоны с бромистым водородом следует хранить в прохладном и хорошо проветриваемом месте. Его обращение должно быть с адекватной вентиляцией. Хранить следует только тогда, когда температура не превышает 52 градусов по Цельсию.

Контейнеры должны быть надежно закреплены в вертикальном положении, чтобы предотвратить их падение или удары. Кроме того, установите защитный колпачок клапана, если он предусмотрен, надежно на месте вручную, а также храните заполненные и пустые контейнеры отдельно (Praxair Inc., 2016)..

При работе с продуктом под давлением должны использоваться правильно спроектированные трубы и оборудование, чтобы противостоять встречному давлению. Никогда не работайте в системе под давлением и не используйте устройство предотвращения обратного потока в трубопроводе. Газы могут вызвать быстрое удушье из-за недостатка кислорода.

Хранить и использовать с достаточной вентиляцией важно. В случае утечки закройте клапан контейнера и отключите систему безопасным и экологически безопасным способом. Затем устраните утечку. Никогда не размещайте контейнер там, где он может быть частью электрической цепи..

Кожаные защитные перчатки и обувь следует надевать при работе с баллонами. Они должны быть защищены, и для этого вы должны избегать их перетаскивания.

При перемещении цилиндра съемная крышка клапана всегда должна быть на месте. Никогда не пытайтесь поднять цилиндр за крышку, которая предназначена только для защиты клапана..

При перемещении баллонов даже на короткие расстояния используйте тележку (тележку, ручную тележку и т. Д.), Предназначенную для перевозки баллонов..

Запрещается вставлять какой-либо предмет (например, гаечный ключ, отвертку, монтировку) в отверстия в крышке, поскольку это может повредить клапан и вызвать утечку..

Раздвижной ремешок используется для снятия слишком плотных или ржавых крышек. Клапан должен открываться медленно, и если это невозможно, следует прекратить его использование и связаться с поставщиком. Конечно, клапан контейнера должен быть закрыт после каждого использования.

Этот контейнер должен оставаться закрытым, даже если он пуст. Никогда не ставьте пламя или локальное тепло непосредственно на какую-либо часть контейнера. Высокие температуры могут повредить контейнер и вызвать преждевременный выход из строя устройства для сброса давления, выпуская содержимое контейнера (praxair inc., 2016).

синтез

Газообразный бромистый водород может быть изготовлен в лаборатории путем бромирования тетралина (1,2,3,4-тетрагидронафталина). Недостатком является то, что половина брома теряется. Выход составляет приблизительно 94%, или, что то же самое, 47% брома заканчивается как HBr..

Газообразный бромистый водород также может быть синтезирован в лаборатории реакцией концентрированной серной кислоты на бромид натрия.

Недостатком этого способа является то, что большая часть продукта теряется при окислении избытком серной кислоты с образованием брома и диоксида серы..

Бромистый водород можно получить в лаборатории путем реакции между очищенным газообразным водородом и бромом. Это катализируется платиновым асбестом и проводится в кварцевой трубке при 250 ° C..

Мелкомасштабный безводный бромистый водород также может быть получен путем термолиза трифенилфосфонийбромида в кипящем с обратным холодильником ксилоле..

HBr может быть получен методом красного фосфора. Сначала в водный реактор добавляют красный фосфор, а затем медленно перемешивают бром и реакцию бромистоводородной кислоты и фосфористой кислоты путем осаждения, фильтрации и полученной дистилляции будет бромистоводородная кислота..

Бромистый водород, полученный вышеуказанными способами, может быть загрязнен Br₂, который можно удалить, пропуская газ через раствор фенола в тетрахлорметане или другом подходящем растворителе при комнатной температуре, получая 2,4,6-трибромфенол и, таким образом, генерируя больше HBr.

Этот процесс также может быть осуществлен через медную крошку или медную марлю при высокой температуре (Водород: бромистый водород, 1993-2016).

приложений

HBr используется в производстве органических бромидов, таких как бромистый метил, бромэтан и т. Д., И неорганических веществ, таких как бромид натрия, бромид калия, бромид лития и бромид кальция и т. Д..

Он также используется в фотографических и фармацевтических целях или для синтеза седативных и анестетиков. Кроме того, он применяется в промышленной сушке, отделке текстиля, покрытиях, обработке поверхности и огнезащитных средствах..

Это соединение также используется для травления листов поликремния, для изготовления компьютерных чипов (Interscan Corporation, 2017).

Бромистый водород является хорошим растворителем для некоторых металлических минералов, используемых при рафинировании металлов высокой чистоты..

В нефтяной промышленности он используется в качестве разделения алкокси и фенокси соединений и катализатора для окисления циклических углеводородов и углеводородов в цепи до кетонов, кислот или перекисей. Это также используется в синтетических красителях и специях.

Высококачественный газообразный HBr используется для сжигания и очистки полупроводникового сырья (SHOWA DENKO K.K, s.f.).

Соединение используется в качестве аналитического реагента при определении серы, селена, висмута, цинка и железа., Для отделения олова от мышьяка и сурьмы. Это катализатор алкилирования и восстановитель, используемый в органическом синтезе..

Бромистый водород можно использовать для производства бромистоводородной кислоты. Бромистоводородная кислота — очень сильная минеральная кислота, более сильная, чем соляная кислота.

HBr обладает высокой реакционной способностью и вызывает коррозию большинства металлов. Кислота является распространенным реагентом в органической химии, используется для окисления и катализа. Он также эффективен при извлечении некоторых металлических минералов (Бромистый водород, 2016).

Источник