ลักษณะเฉพาะของไฮโดรเจนโบรไมด์ (HBr) การสังเคราะห์และการใช้ประโยชน์

ไฮโดรเจนโบรไมด์, สารประกอบทางเคมีของสูตร HBr เป็นโมเลกุลไดอะตอมที่มีพันธะโควาเลนต์ สารประกอบนี้ถูกจัดประเภทเป็นไฮโดรเจนเฮไลด์เป็นก๊าซไม่มีสีเมื่อละลายในน้ำจะเกิดกรดไฮโดรโบรไมด์อิ่มตัวที่ 68.85% w / w ที่อุณหภูมิห้อง.

สารละลายน้ำที่ 47.6% w / w ก่อให้เกิดส่วนผสม azeotropic เดือดอย่างต่อเนื่องที่จุดเดือด 124.3 องศาเซลเซียส สารละลายที่เดือดและเข้มข้นน้อยกว่าจะปล่อย H2O ออกมาจนกระทั่งส่วนประกอบของส่วนผสม azeotropic ที่เดือดคงที่.

ดัชนี

• 1 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
• 2 ปฏิกิริยาและอันตราย
• 3 การจัดการและการเก็บรักษา          
• 4 การสังเคราะห์
• 5 ใช้
• 6 อ้างอิง

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นก๊าซไม่มีสีที่อุณหภูมิห้องมีกลิ่นเปรี้ยวและระคายเคือง สารประกอบมีความเสถียร แต่มืดลงเล็กน้อยเมื่อสัมผัสกับอากาศหรือแสงตามที่แสดงในรูปที่ 2 (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, S.F. ).

มีน้ำหนักโมเลกุล 80.91 g / mol และความหนาแน่น 3.307 g / L ซึ่งทำให้หนักกว่าอากาศ ก๊าซควบแน่นจะผลิตของเหลวไม่มีสีโดยมีจุดเดือด -66.73 องศาเซลเซียส.

เมื่อเย็นลงเรื่อย ๆ ของเหลวจะกลายเป็นผลึกสีขาวซึ่งมีจุดหลอมเหลวที่ -86.82 องศาเซลเซียสมีความหนาแน่น 2.603 g / ml (Egon Wiberg, 2001) การปรากฏตัวของผลึกเหล่านี้แสดงในรูปที่ 3.

ระยะเชื่อมระหว่างโบรมีนและไฮโดรเจนคือ 1.414 อังสตรอมและพลังงานการแยกตัวคือ 362.5 kJ / mol.

ไฮโดรเจนโบรไมด์ละลายในน้ำได้ดีกว่าไฮโดรเจนคลอไรด์สามารถละลายได้ 221 กรัมในน้ำ 100 มิลลิลิตรที่ 0 องศาเซลเซียสซึ่งเทียบเท่ากับปริมาณก๊าซ 612 ลิตรต่อน้ำ 1 ลิตร มันยังละลายได้ในแอลกอฮอล์และตัวทำละลายอินทรีย์อื่น ๆ.

ในสารละลายน้ำ (กรด hydrobromic) คุณสมบัติที่เป็นกรดของ HBr มีความโดดเด่น (เช่นในกรณีของ HF และ HCl) และในพันธะไฮโดรเจน - ฮาโลเจนจะลดลงในกรณีของไฮโดรเจนโบรไมด์กว่าใน ไฮโดรเจนคลอไรด์.

ดังนั้นถ้าคลอรีนผ่านไฮโดรเจนโบรไมด์การก่อตัวของไอระเหยสีน้ำตาลของโบรมีนโมเลกุลจะถูกสังเกต ปฏิกิริยาที่อธิบายได้ดังต่อไปนี้:

2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

สิ่งนี้บ่งบอกได้ว่าไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นสารลดแรงได้ดีกว่าไฮโดรเจนคลอไรด์และไฮโดรเจนคลอไรด์เป็นสารออกซิไดซ์ที่ดีกว่า.

ไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นกรดแอนไฮรัส (ไม่มีน้ำ) ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วและ exothermically กับฐานทุกประเภท (รวมถึงเอมีนและเอไมด์).

ทำปฏิกิริยาคายความร้อนด้วยคาร์บอเนต (รวมถึงหินปูนและวัสดุก่อสร้างที่มีหินปูน) และไฮโดรเจนคาร์บอเนตเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์.

ทำปฏิกิริยากับซัลไฟด์คาร์ไบด์บอไรด์และฟอสไฟด์เพื่อสร้างก๊าซพิษหรือไวไฟ.

ทำปฏิกิริยากับโลหะหลายชนิด (รวมถึงอลูมิเนียม, สังกะสี, แคลเซียม, แมกนีเซียม, เหล็ก, ดีบุกและโลหะอัลคาไลทั้งหมด) เพื่อสร้างก๊าซไฮโดรเจนไวไฟ.

ตอบสนองอย่างรุนแรงด้วย:

• อะซิติกแอนไฮไดรด์
• 2 aminoethanol
• แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์
• แคลเซียมฟอสฟอรัส
• กรดคลอโรซัลโฟนิก
• 1,1-difluoroethylene
• ethylenediamine
• ethyleneimine
• การรมควันกรดซัลฟิวริก
• กรดเปอร์คลอริก
• B-propiolactone
• โพรพิลีนออกไซด์
• เพอร์คลอเรตเงิน
• ยูเรเนียมฟอสเฟต (IV)
• ไวนิลอะซิเตท
• แคลเซียมคาร์ไบด์
• รูบิเดียมคาร์ไบด์
• ซีเซียมอะซิติไลด์
• รูบิเดียมอะซิติไลด์
• แมกนีเซียมโบไรด์
• ปรอทซัลเฟต (II)
• แคลเซียมฟอสฟอรัส
• แคลเซียมคาร์ไบด์ (แผ่นข้อมูลทางเคมี, 2016).

ปฏิกิริยาและอันตราย

ไฮโดรเจนโบรไมด์จัดเป็นสารประกอบที่กัดกร่อนและระคายเคือง เป็นอันตรายอย่างยิ่งในกรณีที่สัมผัสกับผิวหนัง (ระคายเคืองและกัดกร่อน) และดวงตา (ระคายเคือง) และในกรณีของการกลืนกินและการสูดดม (ระคายเคืองปอด).

สารประกอบดังกล่าวจะถูกเก็บไว้ในภาชนะที่มีแรงดันของก๊าซเหลว การสัมผัสกับไฟหรือความร้อนจัดเป็นเวลานานอาจทำให้ภาชนะบรรจุที่มีความดันสูงแตกซึ่งสามารถยิงออกมาปล่อยไอระเหยที่ทำให้ระคายเคือง.

การได้รับสารเป็นเวลานานถึงความเข้มข้นต่ำหรือการสัมผัสในระยะสั้นต่อความเข้มข้นสูงอาจทำให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพเนื่องจากการสูดดม.

การสลายตัวทางความร้อนของไฮโดรเจนโบรไมด์รัสผลิตก๊าซโบรมีนที่เป็นพิษ มันสามารถติดไฟได้ถ้ามันทำปฏิกิริยาโดยปล่อยไฮโดรเจน เมื่อสัมผัสกับไซยาไนด์จะสร้างก๊าซพิษของไฮโดรเจนไซยาไนด์.

การสูดดมทำให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงของจมูกและทางเดินหายใจส่วนบนซึ่งอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บที่ปอด.

การกลืนกินทำให้เกิดแผลไหม้ที่ปากและท้อง การสัมผัสทางตาทำให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงและไหม้. การสัมผัสกับผิวหนังทำให้เกิดการระคายเคืองและไหม้.

หากสารเคมีในสารละลายสัมผัสกับดวงตาพวกเขาควรล้างด้วยน้ำปริมาณมากทันทียกเปลือกตาล่างและเปลือกตาบนเป็นครั้งคราว.

ไม่ควรใส่คอนแทคเลนส์เมื่อทำงานกับสารเคมีนี้ หากเนื้อเยื่อตาถูกแช่แข็งคุณควรไปพบแพทย์ทันที.

หากเนื้อเยื่อไม่แข็งตัวให้ล้างตาทันทีด้วยน้ำปริมาณมากเป็นเวลาอย่างน้อย 15 นาทียกเปลือกตาล่างและเปลือกตาบนเป็นครั้งคราว.

หากมีอาการระคายเคืองปวดบวมหรือฉีกขาดให้ไปพบแพทย์โดยเร็วที่สุด.

หากสารเคมีในสารละลายสัมผัสกับผิวหนังและไม่ทำให้เกิดการแช่แข็งให้ล้างผิวหนังที่ปนเปื้อนด้วยน้ำทันที.

หากสารเคมีนี้แทรกซึมเสื้อผ้าให้ถอดเสื้อผ้าออกทันทีแล้วล้างผิวหนังด้วยน้ำ.

หากอาการบวมเป็นน้ำเหลืองเกิดขึ้นให้ไปพบแพทย์ทันที อย่าถูบริเวณที่ได้รับผลกระทบหรือล้างออกด้วยน้ำ เพื่อป้องกันความเสียหายของเนื้อเยื่อเพิ่มเติมอย่าพยายามถอดเสื้อผ้าที่แช่แข็งออกจากบริเวณที่มีน้ำค้างแข็ง.

หากสูดดมสารเคมีจำนวนมากผู้สัมผัสถูกเคลื่อนย้ายไปยังที่ที่อากาศบริสุทธิ์ทันที หากหยุดหายใจให้ทำการช่วยชีวิตแบบปากต่อปาก ผู้ป่วยควรได้รับความอบอุ่นและพักผ่อนตลอดจนพยายามไปพบแพทย์โดยเร็วที่สุด.

หากกลืนกินสารเคมีนี้ให้ไปพบแพทย์ทันที

การจัดการและการเก็บรักษา          

ถังเก็บไฮโดรเจนโบรไมด์ควรเก็บไว้ในที่เย็นและมีอากาศถ่ายเทสะดวก การจัดการจะต้องมีการระบายอากาศที่เพียงพอ ควรเก็บไว้เฉพาะเมื่ออุณหภูมิไม่เกิน 52 องศาเซลเซียส.

ภาชนะบรรจุจะต้องปลอดภัยในแนวตั้งเพื่อป้องกันไม่ให้ตกหรือถูกกระแทก นอกจากนี้ให้ติดตั้งฝาครอบป้องกันของวาล์วถ้ามีให้ด้วยมืออย่างแน่นหนาตลอดจนเก็บภาชนะเต็มและภาชนะเปล่าแยกต่างหาก (praxair inc., 2016).

เมื่อใช้งานผลิตภัณฑ์ภายใต้แรงดันต้องใช้ท่อและอุปกรณ์ที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมเพื่อทนต่อแรงกดดันที่พบ ไม่ทำงานในระบบแรงดันและใช้อุปกรณ์ป้องกันการไหลย้อนกลับในไปป์ไลน์ ก๊าซสามารถทำให้หายใจไม่ออกอย่างรวดเร็วเนื่องจากการขาดออกซิเจน.

จัดเก็บและใช้กับการระบายอากาศที่เพียงพอเป็นสิ่งสำคัญ หากเกิดการรั่วไหลให้ปิดวาล์วของภาชนะบรรจุแล้วปิดระบบในลักษณะที่ปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม จากนั้นซ่อมแซมรอยรั่ว ห้ามวางภาชนะที่สามารถเป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า.

ควรสวมถุงมือและรองเท้านิรภัยหนังเมื่อจัดการกับถัง สิ่งเหล่านี้จะต้องได้รับการปกป้องและคุณต้องหลีกเลี่ยงการลากกลิ้งหรือเลื่อน.

เมื่อย้ายกระบอกสูบต้องถอดฝาครอบวาล์วแบบถอดออกได้เสมอ อย่าพยายามยกฝาสูบขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อปกป้องวาล์ว.

เมื่อเคลื่อนย้ายกระบอกสูบแม้ในระยะทางสั้น ๆ ให้ใช้รถเข็น (รถเข็นรถบรรทุกมือ ฯลฯ ) ที่ออกแบบมาเพื่อขนย้ายถัง.

ต้องไม่ใส่วัตถุ (เช่นประแจไขควงแงะบาร์) เข้าไปในช่องเปิดที่ฝาเนื่องจากการทำเช่นนั้นอาจทำให้วาล์วเสียหายและทำให้เกิดการรั่ว.

ประแจสายรัดแบบปรับได้นั้นใช้สำหรับถอดฝาครอบที่แน่นเกินไปหรือเป็นสนิม วาล์วควรเปิดช้าและถ้าเป็นไปไม่ได้คุณควรหยุดใช้และติดต่อผู้จำหน่ายของคุณ แน่นอนว่าต้องปิดวาล์วตู้บรรจุทุกครั้งหลังใช้งาน.

ภาชนะนี้จะต้องถูกปิดแม้ว่าจะว่างเปล่า หามวางเปลวไฟหรือความรอนที่หนวงลงบนภาชนะโดยตรง อุณหภูมิที่สูงสามารถทำความเสียหายให้กับภาชนะบรรจุและทำให้อุปกรณ์ลดแรงดันเกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรระบายเนื้อหาของภาชนะ (praxair inc., 2016).

การสังเคราะห์

ก๊าซไฮโดรเจนโบรไมด์สามารถผลิตได้ในห้องปฏิบัติการโดยการโบรมีนของ tetralin (1, 2, 3, 4-tetrahydronaphthalene) ข้อเสียคือครึ่งหนึ่งของโบรมีนหายไป ผลผลิตจะอยู่ที่ประมาณ 94% หรือใกล้เคียงกันคือ 47% ของโบรมีนสิ้นสุดเมื่อ HBr.

C₁₀H₁₂ + 4 ห้อง₂ →ค₁₀H₈br₄ + 4 HBr

ก๊าซไฮโดรเจนโบรไมด์สามารถสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการโดยปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นต่อโซเดียมโบรไมด์.

NaBr (s) + H₂SW₄ → HBr (g) + NaHSO₄

ข้อเสียของวิธีนี้คือผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่สูญเสียไปจากปฏิกิริยาออกซิเดชันกับกรดซัลฟิวริกส่วนเกินที่จะสร้างโบรมีนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์.

2 HBr + H₂SW₄ →₂ + SW₂ + 2 ชั่วโมง₂O

ไฮโดรเจนโบรไมด์สามารถเตรียมในห้องปฏิบัติการโดยปฏิกิริยาระหว่างก๊าซไฮโดรเจนบริสุทธิ์กับโบรมีน สิ่งนี้ถูกเร่งด้วยแร่ใยหินแพลตตินัมและดำเนินการในหลอดควอตซ์ที่อุณหภูมิ 250 ° C.

br₂ + H₂[Pt] → 2 HBr

ไฮโดรเจนโบรไมด์ขนาดเล็กที่ปราศจากออกซิเจนสามารถผลิตได้โดยความร้อนของ triphenylphosphonium bromide ใน refluxing xylene.

สามารถรับ HBr ได้จากวิธีฟอสฟอรัสแดง ขั้นแรกให้เติมฟอสฟอรัสสีแดงในเครื่องปฏิกรณ์น้ำแล้วค่อย ๆ โบรมีนภายใต้ความปั่นป่วนและปฏิกิริยาของกรดไฮโดรโบรมิกและกรดฟอสฟอรัสโดยการตกตะกอนการกรองและการกลั่นที่ได้รับจะเป็นกรดไฮโดรโบริค.

P₄+6 ห้อง₂+12 ชม₂O → 12 HBr + 4 H₃PO₃

ไฮโดรเจนโบรไมด์ที่เตรียมโดยวิธีการข้างต้นสามารถปนเปื้อนกับ Br₂, ซึ่งสามารถลบออกได้โดยการส่งผ่านก๊าซผ่านสารละลายของฟีนอลในเตตร้าคลอโรมีเทนหรือตัวทำละลายที่เหมาะสมที่อุณหภูมิห้องผลิต 2,4,6-tribromophenol.

กระบวนการนี้สามารถดำเนินการผ่านชิปทองแดงหรือทองแดงกอซที่อุณหภูมิสูง (ไฮโดรเจน: ไฮโดรเจนโบรไมด์, 1993-2016).

การใช้งาน

HBr ใช้ในการผลิตอินทรีย์โบรไมด์เช่นเมธิลโบรไมด์โบรไมโอเทน ฯลฯ และอนินทรีย์เช่นโซเดียมโบรไมด์โพแทสเซียมโบรไมด์ลิเธียมโบรไมด์และแคลเซียมโบรไมด์ ฯลฯ.

มันยังใช้ในงานถ่ายภาพและเภสัชกรรมหรือสำหรับการสังเคราะห์ยาระงับประสาทและยาชา นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการอบแห้ง, การตกแต่งสิ่งทอ, สารเคลือบผิว, การรักษาพื้นผิวและตัวแทนป้องกันไฟ.

สารประกอบนี้ยังใช้ในการกัดแผ่นโพลีซิลิคอนสำหรับการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ (Interscan Corporation, 2017).

ไฮโดรเจนโบรไมด์เป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับแร่โลหะบางชนิดที่ใช้ในการปรับแต่งโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง.

ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมมันถูกใช้เพื่อแยกสารประกอบอัลคอกซีและฟีน๊อกซีและตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการออกซิเดชั่นของไฮโดรคาร์บอนไซคลิกและไฮโดรคาร์บอนในสายโซ่กับคีโตน, กรดหรือเปอร์ออกไซด์ มันยังใช้ในสีสังเคราะห์และเครื่องเทศ.

ก๊าซ HBr คุณภาพสูงใช้สำหรับเผาและทำความสะอาดสำหรับวัตถุดิบเซมิคอนดักเตอร์ (SHOWA DENKO K.K, s.f. ).

สารประกอบนี้ถูกใช้เป็นรีเอเจนต์เชิงวิเคราะห์ในการหาซัลเฟอร์, ซีลีเนียม, บิสมัท, สังกะสีและเหล็ก, สำหรับการแยกดีบุกออกจากสารหนูและพลวง เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอัลคิเลชั่นและตัวรีดิวซ์ที่ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์.

ไฮโดรเจนโบรไมด์สามารถนำมาใช้ในการผลิตกรดไฮโดรโปรริก กรด Hydrobromic เป็นกรดแร่ที่แข็งแกร่งมากดีกว่ากรดไฮโดรคลอริก.

HBr มีปฏิกิริยาสูงและกัดกร่อนกับโลหะส่วนใหญ่ กรดเป็นสารเคมีทั่วไปในเคมีอินทรีย์ใช้สำหรับออกซิเดชั่นและเร่งปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในการสกัดแร่โลหะบางชนิด (Hydrogen bromide, 2016).

การอ้างอิง

1. Interscan Corporation (2017) เครื่องมือตรวจวัดไฮโดรเจนโบรไมด์และไฮโดรเจนโบรไมด์ สืบค้นจาก gasdetection.com.
2. แผ่นข้อมูลทางเคมี (2016) เรียกคืนจากไฮโดรโดรเจนโบรไมด์, แอนไฮไดรส์: cameochemicals.noaa.gov.
3. Egon Wiberg, N. W. (2001) เคมีอนินทรีย์ สื่อวิชาการ.
4. ไฮโดรเจนโบรไมด์ (2016) ดึงจาก ChemicalBook.
5. ไฮโดรเจน: ไฮโดรเจนโบรไมด์ (1993-2016) ดึงมาจาก WebElements.
6. เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของสารไฮโดรเจนโบรไมด์ (2005, 9 ตุลาคม) สืบค้นจาก sciencelab.com.
7. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. ( S.F. ) PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 260 สืบค้นจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
8. แพรกซ์แอร์อิงค์ (2016, 17 ตุลาคม) เอกสารข้อมูลความปลอดภัยแอนไฮโดรโบรไมด์ P-4605 สืบค้นจาก praxair.com.
9. SHOWA DENKO K.K. ( N.d. ) ไฮโดรเจนโบรไมด์ เรียกดูจาก www.sdk.co.jp.