химический каталог




БРОМ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

БРОМ (от греческого bromos - зловоние; название связано с неприятным запахом БРОМ; лат. Bromum) Br, химический элемент VII гр. периодической системы, ат. н. 35, ат. м. 79,904; относится к галогенам. Прир. БРОМ состоит из стабильных изотопов 79Вr (50,56%) и 81Вr (49,44%). Конфигурация внешний электронной оболочки 4s24p5; степени окисления — 1 (бромиды), + 1 (гипобромиты), + 3 (бромиты), + 5 (броматы) и + 7 (перброматы); энергия ионизации при последоват. переходе от Вг° до Вг7+ соответственно 11,84, 21,80, 35,90, 47,3, 59,7, 88,6, 109,0, 192,8 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,8; атомный радиус 0,119 нм, ионные радиусы Вr- (6), Br3+ (4), Br5+ (3), Br7+ (6X Вг7+ (4) соответственно 0,182, 0,073, 0,045, 0,053, 0,039 нм (в скобках указано координац. число).

Молекула БРОМ двухатомна (в парах обнаружены молекулы Вr4), длина связи в молекуле 0,228 нм; энергия диссоциации 190,0 кДж/моль, степень диссоциации 0,16% при 800°С и 18,3% при 1284°С

Содержание БРОМ в земной коре 1,6*10-4 % по массе (1015-1016 т). Собственно минералы бромаргирит AgBr и эмболит Ag(Cl, Br) редки. БРОМ находится в природе в рассеянном состоянии, являясь постоянным спутником хлора. Соли БРОМ легко выщелачиваются и накапливаются в морской воде (0,065% по массе), рассолах соляных озер (до 0,2%) и в подземных рассолах (до 0,1%), обычно связанных с соляными и нефтяными месторождениями. В виде изоморфной примеси БРОМ содержится в поваренной соли NaCl (0,005-0,03% по массе), сильвине КCl (0,02-0,1%), карналлите КМgCl3*6Н2О (0,1-0,39), бишофите MgCl2*6H2O (до 0,6%).

Свойства. При обычных условиях БРОМ - тяжелая жидкость с резким запахом, в отраженном свете темно-фиолетового, почти черного цвета, в проходящем - темно-красного; легко образует желто-бурые пары; температура плавления - 7,25 °С, т. кип. 59,2 °С. Твердый БРОМ - красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлич. блеском, которые при — 252 °С становятся бесцветными. БРОМ кристаллизуется в ромбич. системе, а = = 0,448 нм, b = 0,667 нм, с = 0,872 нм, z = 4, пространств. группа Сета. Плота, твердого БРОМ 4,073 г/см3 ( — 7,3 °С), жидкого - 3,1055 г/см3 (25°С); tкрит 315°С, ркрит 10,0 МПа, dкрит 1,26 г/см3; уравение температурной зависимости давления пара над жидким Б.: lgp(Ha) = -2047,75/T - 0,0061007 + 0,9589*lg T+ 10,76568; С°р 75,69 Дж/(моль*К); 10,58 кДж/моль, 30,86 кДж/моль; So298 152,0, для газообразного 245,37 Дж/(моль*К); температурный коэффициент объемного расширения 11,0*10-4 К-1 (273-332 К); теплопроводность 4,5 (25°С), газообразного 0,21 Вт/(м*К) при 59°С; 7,69*1012 Ом*см; 3,148; стандартный электродный потенциал в водном растворе (Вr2/Вr-) + 1,065 В; уравение температурной зависимости вязкости для жидкого БРОМ: = 1,241*10-3 (1 + 0,01225t + 2,721*10-6t2) (Па*с); 1,5*10-3 Па (20°С). Молекулярный БРОМ диамагнитен. Для спектра БРОМ характерна широкая полоса поглощения в видимой и УФ-области с максимумом при 420 нм; nD15 1,659. БРОМ растворим в воде (3,58 г в 100 г при 20 °С), в присутствии хлоридов и особенно бромидов растворимостъ повышается, а в присутствии сульфатов понижается; ниже 5,84°С из водных растворов осаждаются гранатово-красные кристаллы октагидрата. Растворимость воды в жидком БРОМ составляет 0,05% по массе. В водных растворах БРОМ частично гидролизуется: Вг2 + Н2О+ + Вг- + НВrO; константа равновесия Кр = 5,8*10-9 (25°С). Насыщенный водный раствор БРОМ в воде называют бромной водой. В конц. H2SO4 и Н3РО4 БРОМ раств. слабо. В растворах щелочей на холоду образует бромид и гипобромит соответствующего металла, а при повышенных температурах - бромид и бромат. БРОМ смешивается во всех отношениях с большинством органическое растворителей.

По реакционное способности БРОМ занимает промежуточные положение между Cl2 и 12. С др. галогенами образует неустойчивые BrF3 (температура плавления 8,8°С, температура кипения 127 °С), BrF5 (температура плавления-61,3°С, температура кипения 40,5°С), BrCl (температура плавления ок.-66°С, температура кипения ок.-5°С с различные) и IBr (температура плавления 41 °С, температура кипения 116°С), отличающиеся высокой химический активностью (см. Межгалогенные соединения). С О2 и N2 БРОМ непосредственно не реагирует даже при повышенных температурах, его нестойкие соединение с этими элементами (Вr2О, ВгО2, Br3O8, NBr3*6NH3) получают косвенными методами. БРОМ не реагирует также с углеродом. При взаимодействие с S, Se, Те, Р, As и Sb образуются соответствующие бромиды: S2Br2, РВr3, РВr5, неустойчивые SeBr4 и Se2Br2, TeBr4, AsBr3, SbBr3. Бор и Si образуют с БРОМ при нагревании ВВг3 и SiBr4.

Некоторые металлы (например, К, Al) энергично взаимодействие с сухим БРОМ, но в большинстве случаев из-за образования на поверхности защитной пленки бромида, нерастворимого в БРОМ, реакция энергично идет только в присутствии воды, растворяющей пленку. Стойки к действию БРОМ Pt и Та, в меньшей степени - Ag, Pb и Ti. С Н2 при нагревании БРОМ образует бромистый водород. БРОМ - сильный окислитель, он окисляет в водных растворах I-до I, сульфиты и тиосульфаты - до сульфатов, нитриты - до нитратов, NH3 до N2. Ион Вr- в водных растворах бромидов окисляется Cl2, КМnО4, К2Сr2О7, Н2О2 до Вr2. Из реакций БРОМ с органическое соединение Наиб. характерны присоединение по кратным связям и замещение водорода (обычно в присутствии катализатор или при действии света). Ниже приводятся сведения о некоторых соединение БРОМ БРОМ образует ряд кислородсодержащих кислот. Бромноватистая кислота НВгО существует только в разбавл. водных растворах; является слабой кислотой (рКа 8,69); сильный окислитель; при стоянии диспропорционирует на НВr и НВrО3, в присутствии катализатор (Pt, Fe) или под действием света разлагается с выделением О2; получают гидролизом Вr2.

Бромистая кислота НВгО2 существует только в водных растворах; в течение 4 ч полностью разлагается; может быть получена взаимодействие AgNO3 с Вг2 в воде. Бромноватая кислота НВrO3 существует только в водных растворах, которые может быть сконцентрированы в вакууме до концентрации 50%; при стоянии и нагревании разлагается; сильная кислота, окислитель; получают при окислении БРОМ хлором в воде или разложением Ва(ВrО3)2 серной кислотой. Бромная кислота НВrO4 известна в водных растворах, которые можно сконцентрировать в вакууме до концентрации 80%; при нагревании разлагается; сильная кислота; в конц. растворах сильный окислитель; может быть получена пропусканием раствора КВrO4 через Н + -катионит.

Соли НВгО (гипобромиты) устойчивы в щелочных растворах; при рН < 9 и при нагревании превращаются в броматы; в щелочной среде являются сильными окислителями; получают взаимодействие БРОМ со щелочами на холоду. Гипобромит Na получают в виде пента- и октагидратов, К-в виде тригидрата; желтые кристаллы; разлагаются ок. 0°С; применяются в аналит. химии как реагенты для определения, например, NH3, аминов. Соли НВrO2 (бромиты)-кристаллы; устойчивы при обычных условиях; разлагаются при нагревании; в нейтральной среде - мягкие окислители; получают взаимодействие БРОМ со щелочами при строго контролируемых рН, температуре и концентрации; NaBrO2 -3H2O - желтые кристаллы; обезвоживается в вакууме при 200°С; выше 200°С разлагается на NaBr и О2; применяется для расшлихтовки тканей (удаления крахмала).

Соли НВrO3 (броматы) - бесцветные кристаллы; устойчивы при обычных условиях; броматы щелочных металлов разлагаются при нагревании по схеме МВгО3 -> МВr + 1,5О2, др. металлов - по схеме М(ВrO3)2 -> МО + Вr2 + 2,5О2. Для NaBrO3 температура плавления 380°С; плотность 3,34 г/см3; растворимость в воде (г в 100г)-36,4 (20°С), 90,8 (100°С). Для КВrO3 плотность 3,25 г/см3; разлагается при 400°С; растворимость в воде (г в 100 г)-6,9 (20°С), 49,7 (100°С). Броматы Na и К получают электрохимический или химический (действием Cl2) окислением NaBr или КВr, а также взаимодействие БРОМ с NaOH или КОН. Применяются в броматометрии. Ва(ВrO3)2 кристаллизуется из водных растворов в виде дигидрата; растворим в воде (0,657 г безводной соли в 100 г при 20 °С); получают обменной реакцией броматов щелочных металлов с BaCl; используется для получения НВrO3.

Соли НВrO4 (п е р б р о м а т ы) - кристаллы, стабильны в обычных условиях, выше 250°С разлагаются (например, 2КВrO4 -> О2 + 2КВrO3); хорошо растворим в воде; умеренные окислители; получают окислением броматов Na или К фтором в щелочной среде.

Известны оксифториды БРОМ - сильные окислители и фторирующие агенты. Пербромилфторид (триоксимонофторид брома) ВгО3F - бесцв. газ; температура плавления-110,35°С, температура кипения 2,35°С; плотность жидкости 2,2 г/см3; уравение температурной зависимости давления пара: lgp (мм рт. ст.) = 17,6986 — -3048,45/Т (188-292 К);Нообр 137,4 кДж/моль, 25,3 кДж/моль; Sо298 298,7 Дж/(моль*К). В отсутствие влаги устойчив, в воде полностью гидролизуется до НВrО4 и HF. Получают действием SbF5 на КВrО4 в среде плавиковой кислоты.

Бромилфторид (диоксомонофторид брома) ВrO2F - бесцв. летучая жидкость; температура плавления - 9°С; для газа С° 62,898 Дж/(моль*К), S°298 294,11 Дж/(моль-К). Выше 52°С разлагается на BrF3, Вr2 и О2. В воде бурно гидролизуется до НВrO3 и HF. С фторидами щелочных металлов дает соли с анионом ВrO2F2-, с сильными кислотами Льюиса - соли с катионом бромила, например BrO2+SbF6-. Получают реакцией BrF5 с КВrO3 в жидком HF или гидролизом BrF5 при низких температурах.

Окситрифторид брома (бромозил трифторид) ВrOF3 - бесцв. жидкость; температура плавления ок. 0°С, при 25°С давление пара 6,65 Па. При комнатной температуре медленно разлагается на BrF3 и О2. С донорами иона F- дает устойчивые кристаллич. соли типа K + BrOF4, с акцепторами F- - соли с катионом OBrFI, например OBrF2+AsF6-. Получают реакцией O2AsF6 с KBrOF4 или действием KrF2 на BrO2F.

Получение. Для получения БРОМ используют морскую воду, озерные и подземные рассолы, а также щелока калийного производства (концентрация БРОМ до 4-5 кг/м3), содержащие БРОМ в виде Вr-. БРОМ выделяют пропусканием Cl2 с последующей отгонкой с водяным паром (при концентрации Б. в растворе более 1 кг/м3) или воздухом в насадочных колоннах из керамики, стекла или Ti. Растворы, имеющие щелочную реакцию, предварительно подкисляют (обычно H2SO4) до рН 2,5-3,0. В верхнюю часть колонны подается подогретый реакционный раствор, снизу - водяной пар и несколько выше - Cl2. Пары, выходящие из колонны, конденсируют. Далее БРОМ отделяют от воды и очищают от примесей Cl2 и органическое соединение ректификацией. Применение воздуха вместо водяного пара позволяет использовать растворы с содержанием БРОМ менее 1 кг/м3. Раствор после обработки Cl2 подают в верхнюю часть колонны, снизу -воздух. Из образовавшейся бромвоздушной смеси БРОМ улавливают раствором FeBr2; получаемый при этом FeBr3 восстанавливают железными стружками до FeBr2. По др. способу к бромовоздушной смеси добавляют SO2, который в присутствии паров воды образует с БРОМ смесь НВг и H2SO4; БРОМ выделяют действием Cl2. Для поглощения БРОМ могут быть использованы растворы NaOH или Na2CO3 (3Na2CO3 + 3Br2 = 5NaBr + NaBrO3 + ЗСО2). В этом случае БРОМ выделяют действием H2SO4. Остаточный БРОМ в отработанных растворах обезвреживают Na2S2O3.

Определение. Качественно БРОМ обнаруживают по красно-фиолетовому окрашиванию фуксина, розовому - эозина, желтому - слоя органическое растворителя (например, СCl4), а также реакцией с флуоресцеином. Количеств. анализ осуществляют иодометрически, аргентометрически, меркуриметрически, а также потенциометрич. титрованием.

Применение. БРОМ используют для получения бромсодержа-щих неорганическое (например, NaBr, КВг, НВг) и органическое соединение (ок. половины производимого Вr2 - в производстве С2Н4Вr2), БРОМ и бромную воду применяют в аналит. химии, например для кулонометрич. определения As3+, Sb3+, V4+, а также для качеств. и количеств, анализа органическое соединений.

Мировое производство БРОМ (без СССР) ок. 300 тыс. т/год (1980). Главные производители: США, СССР, Великобритания, Израиль, Франция, ГДР, ФРГ, Италия. БРОМ ядовит. При работе с ним пользуются противогазом, перчатками и спецодеждой. При содержании БРОМ в воздухе ок. 0,001% наблюдаются раздражение слизистых оболочек, головокружение, кровотечение из носа, при 0,02% - удушье, спазмы и заболевание дыхат. путей. ПДК 0,5 мг/м3. Попадание жидкого Б. на кожу вызывает зуд, при длительном действии образуются медленно заживающие язвы. При отравлении БРОМ пострадавшего нужно вывести на свежий воздух, дать теплое молоко с содой. Кожа, обожженная БРОМ, промывается многократно водой и раствором Na2CO3, смазывается мазью, содержащей NaHCO3. Б. открыт в 1826 Ж. Баларом.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
металл буквы для рекламы
Citizen Classic BF2011-51EE
Кашпо В наборе в москве
билетное агентство москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)