Структура, својства, формирање, употреба бромоводоничне киселине (ХБр)



Тхе Хидробромна киселина је неорганско једињење које настаје из воденог раствора гаса који се назива бромоводоник. Његова хемијска формула је ХБр, и може се сматрати на различите начине еквивалентним: као молекуларни хидрид, или водоник халид у води; то је хидразид.

У хемијским једначинама, треба га записати као ХБр (ац), што значи да је то бромоводонична киселина, а не гас. Ова киселина је једна од најјачих познатих, чак и више од хлороводоничне киселине, ХЦл. Објашњење за то лежи у природи његове ковалентне везе.

Зашто је ХБр таква киселина, а још више растворена у води? Пошто је ковалентна веза Х-Бр веома слаба, због лошег преклапања 1с орбитала Х и 4п Бр.

То не изненађује ако погледате слику изнад, где је јасно да је атом брома (браон) много већи од атома водоника (бели).

Према томе, сваки поремећај узрокује распад Х-Бр везе, ослобађајући Х ион+. Затим, бромоводонична киселина је Бронстедова киселина, јер преноси протоне или јоне водоника. Његова чврстоћа је таква да се користи у синтези неколико органобромираних једињења (као што је 1-Бромо етан, ЦХ3ЦХ2Бр).

Хидробромна киселина је, после хидричних, ХИ, један од најјачих и најкориснијих хидроцида за варење одређених чврстих узорака.

Индек

  • 1 Структура бромоводоничне киселине
    • 1.1 Киселост
  • 2 Физичка и хемијска својства
    • 2.1 Молекуларна формула
    • 2.2 Молекуларна тежина
    • 2.3 Физички изглед
    • 2.4 Мирис
    • 2.5 Праг мириса
    • 2.6 Густина
    • 2.7 Тачка топљења
    • 2.8 Тачка кључања
    • 2.9 Растворљивост у води
    • 2.10 Густина паре
    • 2.11 пКа киселост
    • Капацитет калорија
    • 2.13 Стандардна моларна енталпија
    • 2.14 Стандардна моларна ентропија
    • 2.15 Тачка паљења
  • 3 Номенклатура
  • 4 Како се она формира?
    • 4.1 Смеша водоника и брома у води
    • 4.2 Фосфор трибромид
    • 4.3 Сумпор диоксид и бром
  • 5 Усес
    • 5.1 Припрема бромида
    • 5.2 Синтеза алкил халида
    • 5.3 Цаталист
  • 6 Референце

Структура бромоводоничне киселине

Структура Х-Бр је приказана на слици, чија су својства и карактеристике, чак и оне гаса, блиско повезане са њеним воденим растворима. Зато долази тачка у којој се појављује конфузија о томе које од два једињења је алудирано на: ХБр или ХБр (ац).

Структура ХБр (ац) се разликује од структуре ХБр, јер сада молекули воде солватирају овај двоатомски молекул. Када је довољно близу, Х се преноси+ до молекула Х2Или као што је назначено у следећој хемијској једначини:

ХБр + Х2О => Бр--  +  Х3О+

Тако се структура бромоводоничне киселине састоји од јона Бр--  и Х3О+ интеракција електростатички. Сада се мало разликује од ковалентне везе Х-Бр.

Његова велика киселост је због гломазног аниона Бр- једва да ступа у интеракцију са Х3О+, није у стању да га спречи да пренесе Х+ другим околним хемијским врстама.

Киселост

На пример, Цл- и Ф- иако они не формирају ковалентне везе са Х3О+, могу да делују кроз друге интермолекуларне силе, као што су водонични мостови (који само Ф- може их прихватити). Водонични мостови Ф--Х-ОХ2+ "Спријечити" донацију Х+.

Због тога је флуороводонична киселина, ХФ, слабија киселина у води од бромоводоничне киселине; од, јонске интеракције Бр- Х3О+ не сметајте трансферу Х+.

Међутим, иако је вода присутна у ХБр (ац), њено понашање на крају извештаја је слично понашању Х-Бр молекула; то јест, Х+ Преноси се из ХБр или Бр-Х3О+.

Физичке и хемијске особине

Молекуларна формула

ХБр.

Молекуларна тежина

80,972 г / мол. Имајте на уму да, као што је поменуто у претходном одељку, разматра се само ХБр, а не молекул воде. Ако је молекулска тежина преузета из формуле Бр-Х3О+ имао би приближно 99 г / мол.

Физички изглед

Безбојна или бледо жута течност, која ће зависити од концентрације раствореног ХБр. Што је више жута, то ће бити концентрисанији и опаснији.

Мирис

Аритд, иритантан.

Праг мириса

6.67 мг / м3.

Густина

1.49 г / цм3 (водени раствор на 48% в / в). Ова вредност, као и оне које одговарају тачкама топљења и кључања, зависи од количине ХБр растворене у води.

Тачка топљења

-11ºЦ (12ºФ, 393ºК) (водени раствор 49% в / в).

Тачка кључања

122 ° Ц (252 ° Ф 393 ° К) на 700 ммХг (водени раствор 47-49% в / в).

Растворљивост у води

-221 г / 100 мл (на 0 ºЦ).

-204 г / 100 мл (15 ºЦ).

-130 г / 100 мл (100 ºЦ).

Ове вредности се односе на гасовити ХБр, а не на бромоводоничну киселину. Као што се може видети, повећање температуре смањује растворљивост ХБр; понашање које је природно у гасовима. Сходно томе, ако су потребна концентрирана отопина ХБр (ац), боље је радити с њима на ниским температурама.

Ако ради на високим температурама, ХБр ће побећи у облику гасовитих двоатомских молекула, тако да реактор мора бити затворен да би се спречило цурење.

Густина паре

2,71 (у односу на ваздух = 1).

Киселост пКа

-9.0. Ова константа тако негативна указује на његову велику снагу киселости.

Капацитет калорија

29.1 кЈ / мол.

Стандардна моларна енталпија

198,7 кЈ / мол (298 ºК).

Стандардна моларна ентропија

-36.3 кЈ / мол.

Тачка паљења

Није запаљиво.

Номенклатура

Његово име 'бромоводонична киселина' комбинује две чињенице: присуство воде, и да бром има валенцију од -1 у једињењу. На енглеском језику то је нешто очигледније: бромоводична киселина, где се префикс 'хидро' (или хидро) односи на воду; иако се заиста може односити и на водоник.

Бром има валенцију од -1 јер је везан за атом водоника мање електронегативан него што је; али ако је повезана или у интеракцији са атомима кисеоника, може имати бројне валенције, као што су: +2, +3, +5 и +7. Са Х може само усвојити једну валенцију, и зато је додатак -ицо додат његовом имену.

Док је ХБр (г), бромоводоник, анхидрован; то јест, нема воде. Према томе, именован је под другим стандардима номенклатуре, који одговарају ономе водоник халогенида.

Како се формира?

Постоји неколико синтетичких метода за припрему бромоводоничне киселине. Неки од њих су:

Смеша водоника и брома у води

Без описивања техничких детаља, ова киселина се може добити из директне смеше водоника и брома у реактору напуњеном водом.

Х2  +  Бр2  => ХБр

На овај начин, како се ХБр формира, он се раствара у води; То га може повући у дестилацију, тако да се раствори могу екстраховати различитим концентрацијама. Водоник је гас, а бром тамна црвенкаста течност.

Фосфор трибромид

У сложенијем процесу, пијесак, хидрирани црвени фосфор и бром су помешани. Хватачи воде се стављају у ледена купатила како би се спречило да ХБр побегне и формира, уместо тога, бромоводоничну киселину. Реакције су:

2П + 3Бр2  => 2ПБр3

ПБр3  +  3Х2О => 3ХБр + Х3ПО3

Сумпор диоксид и бром

Други начин за припрему је реакција брома са сумпор диоксидом у води:

Бр2  +  СО2  +  2Х2О => 2ХБр + Х2СО4

Ово је редокс реакција. Тхе Бр2 смањује, добија електроне, повезујући се са водоницима; док је СО2 оксидише, губи електроне, када формира више ковалентних веза са другим кисеоницима, као у сумпорној киселини.

Усес

Припрема бромида

Бромидне соли могу бити припремљене ако је ХБр (ац) реаговао са металним хидроксидом. На пример, разматра се производња калцијум бромида:

Ца (ОХ)2 + 2ХБр => ЦаБр2 +  Х2О

Други пример је натријум бромид:

НаОХ + ХБр => НаБр + Х2О

Према томе, могу се припремити многи од неорганских бромида.

Синтеза алкил халида

А органски бромиди? То су органобромирана једињења: РБр или АрБр.

Дехидратација алкохола

Сировина за њихово добијање могу бити алкохоли. Када је протониран киселином ХБр, они формирају воду, која је добра излазна група, и уместо тога је уграђен волуминозни атом Бр, који ће постати ковалентно повезан са угљеником:

РОХ + ХБр => РБр + Х2О

Ова дехидрација се изводи на температурама изнад 100 ° Ц, да би се олакшало пуцање Р-ОХ везе2+.

Додавање алкенима и алкинима

Молекула ХБр се може додати из свог воденог раствора у двоструку или троструку везу алкена или алкина:

Р2Ц = ЦР2 + ХБр => РХЦ-ЦРБр

РЦ≡ЦР + ХБр => РХЦ = ЦРБр

Може се добити неколико производа, али под једноставним условима, производ се прво формира тамо где је бром повезан са секундарним, терцијарним или кватерним угљеником (Марковниковим правилом).

Ови халиди интервенишу у синтези других органских једињења, а њихов опсег употребе је веома опсежан. Такође, неки од њих се чак могу користити у синтези или дизајнирању нових лијекова.

Етхереал цливаге

Из етара, могу се истовремено добити два алкил халида, од којих сваки носи један од два бочна ланца Р или Р 'почетног етра Р-О-Р'. Дешава се нешто слично дехидрацији алкохола, али је њен механизам реакције различит.

Реакција се може схематизовати са следећом хемијском једначином:

РОР '+ 2ХБр => РБр + Р'Бр

И вода се такође ослобађа.

Цаталист

Његова киселост је таква да се може користити као ефикасан киселински катализатор. Уместо додавања Бр аниона- молекуларној структури, отвара пут за други молекул да то уради.

Референце

  1. Грахам Соломонс Т.В., Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органиц Цхемистри. Аминес (10тх едитион.). Вилеи Плус.
  2. Цареи Ф. (2008). Органиц Цхемистри (Шесто издање). Мц Грав Хилл.
  3. Стевен А. Хардингер. (2017). Илустрован речник органске хемије: бромоводична киселина. Преузето са: цхем.уцла.еду
  4. Википедиа. (2018). Хидробромна киселина. Преузето са: ен.википедиа.орг
  5. ПубЦхем. (2018). Хидробромна киселина. Преузето са: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
  6. Национални институт за безбедност и хигијену на раду. (2011). Хидроген бромиде [ПДФ] Добављено из: инсхт.ес
  7. ПрепЦхем. (2016). Припрема бромоводоничне киселине. Преузето са: препцхем.цом