Бромоводень

Бро́мово́день — неорганічна сполука ряду галогеноводнів складу HBr. За нормальних умов безбарвний газ. При розчинені у воді утворює бромідну кислоту і навпаки: HBr може бути звільнений з розчинів додаванням агента для зневоднення, але не дистиляцією.

Фізичні властивості

При кімнатній температурі HBr є негорючим газом з їдким запахом, димить на вологому повітрі через сполучення з водою у повітрі. HBr добре розчинний у воді; розчиняючись, утворює бромідну кислоту, з часткою 68,85 % HBr при кімнатній температурі.

Чистий HBr утворює кристали ромбічної сингонії, просторова група Fmmm, параметри при −173 °C a = 0,5640 нм, b = 0,6063 нм, c = 0,5555 нм, Z = 4.

Отримання

HBr може бути синтезований за допомогою кількох різних методів. Він може бути отриманий в лабораторії перегонкою розчину броміду натрію або калію з ортофосфатною кислотою або розведеною сульфатною кислотою:

$\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Концентрована сульфатна кислота є неефективною, оскільки HBr який утворюється буде окислюватися до чистого брому:

$\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Кислоти, які вступають в реакцію, можуть бути отримані іншими методам, наприклад, реакцією сірки і води:

$\mathrm{2}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Крім того, бромоводень може бути отриманий шляхом бромування тетраліну (1,2,3,4-тетрагідронафталін):

${\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{1}\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}{\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{8}}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$

Такими методами отримують забруднений Br₂ бромоводень, його очистку проводять, пропускаючи газ крізь Cu або фенол.

Хімічні властивості

Водний розчин бромоводню утворює сильну одноосновну кислоту:

$\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{B}{\mathrm{r}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}$; pK=-9

Термічно HBr дуже стійкий, при температурі 1000 °C розкладаються близько 0,5 % молекул:

$\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{\rightleftarrows }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}$

Бромоводень є відновником, повільно окислюється на повітрі, через що водні розчини, з часом, забарвлюються в бурий колір:

$\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{{\tau }^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

HBr здатен приєднуватися до ненасичених органічних сполук, наприклад, алкенів. Такі взаємодії, подібно до реакцій іншими галогеноводнями, проходять згідно правила Марковникова:

$\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{-}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}$

Використання

HBr використовується для виробництва алкілбромідів зі спиртів:

$\mathrm{R}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{⟶}\mathrm{R}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Крім того, HBr використовується для синтезу епоксидів, а також лактонів. Бромоводень каталізує багато органічних реакцій.

HBr був запропонований для використання в комунальних цілях, для заміни води в батареях.

Джерела

• Шаблон:Книга