новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

главная > справочник > химическая энциклопедия:

Бром


выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Бром (от греч. bromos - зловоние; название связано с неприятным запахом бром; лат. Bromum) Br, хим. элемент VII гр. периодич. системы, атомный номер 35, атомная масса 79,904; относится к галогенам. Природный бром состоит из стабильных изотопов 79Вr (50,56%) и 81Вr (49,44%). Конфигурация внешней 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+ соотв. 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) соотв. 0,182, 0,073, 0,045, 0,053, 0,039 нм (в скобках указано координационное число).

Молекула брома 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 брома 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 брома 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 КС1 (0,02-0,1%), карналлите КМgС13*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; т. пл. - 7,25 °С, т. кип. 59,2 °С. Твердый бром - красно-коричневые игольчатые кристаллы со слабым металлическим блеском, которые при — 252 °С становятся бесцветными. Бром кристаллизуется в ромбической 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; уравнение температурной зависимости давления пара над жидким бром: 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 коэф. 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; уравнение 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 растворимость повышается, а в присутствии сульфатов понижается; ниже 5,84°С из водных растворов осаждаются гранатово-красные кристаллы октагидрата. Растворимость воды в жидком бром есоставляет 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 органических растворителей.

По реакционной способности бром занимает промежуточное положение между С12 и 12. С другими галогенам. образует неустойчивые BrF3 (т. пл. 8,8°С, т. кип. 127 °С), BrF5 (т. пл.-61,3°С, т. кип. 40,5°С), BrCl (т. пл. ок.-66°С, т. кип. ок.-5°С с разл.) и IBr (т. пл. 41 °С, т. кип. 116°С), отличающиеся высокой хим. активностью (см. Межгалогенные соединения). С О2 и N2 бром непосредственно не реагирует даже при повышенных температурах, его нестойкие соед. с этими элементами (Вr2О, ВгО2, Br3O8, NBr3*6NH3) получают косвенными методами. Бром не реагирует также с углеродом. При взаимодействии 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 бромом при нагревании ВВг3 и SiBr4.

Некоторые металлы (напр., К, А1) энергично взаимодействуют 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 С12, КМnО4, К2Сr2О7, Н2О2 до Вr2. Из реакций бром с органическим соединением Наиболее характерны присоединение по кратным связям и замещение водорода (обычно в присутствии катализатора или при действии света). Ниже приводятся сведения о некоторых соединений брома.

Бром образует ряд кислородсодержащих кислот. Бромноватистая кислота НВгО существует только в разбавленных водных растворах; является слабой кислотой (рКа 8,69); сильный окислитель. при стоянии диспропорционирует на НВr и НВrО3, в присутствии катализаторов (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 бытьполучена взаимодействием AgNO3 с Вг2 в воде. Бромноватая кислота НВrO3 существует только в водных растворах, которые м. бром 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 концернтрированных растворах сильный окислитель. может быть получена пропусканием р-ра КВrO4 через Н + -катионит.

Соли НВгО (гипобромиты) устойчивы в щелочных растворах; при рН < 9 и при нагревании превращаются в бромат.; в щелочной среде являются сильными окислителями; получают взаимодействием брома со щелочами на холоду. Гипобромит Na получают в виде пента- и октагидратов, К - в виде тригидрата; желтые кристаллы; разлагаются около 0°С; применяются в аналитической химии как реагенты для определения, например, NH3, аминов. Соли НВrO2 (бромиты)-кристаллы; устойчивы при обычных условиях; разлагаются при нагр.; в нейтральной среде – мягкие окислители; получают взаимодействием брома 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; бромат. щелочных металлов разлагаются при нагр. по схеме МВгО3 -> МВr + 1,5О2, др. металлов - по схеме М(ВrO3)2 -> МО + Вr2 + 2,5О2. Для NaBrO3 т. пл. 380°С; плотн. 3,34 г/см3; растворимость в воде (г в 100г)-36,4 (20°С), 90,8 (100°С). Для КВrO3 плотн. 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 электрохимическим или химичечским (действием С12) окислением NaBr или КВr, а также взаимод. бром с NaOH или КОН. Применяются в броматометрии. Ва(ВrO3)2 кристаллизуется из водных растворов в виде дигидрата; растворимого 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 (напр., 2КВrO4 -> О2 + 2КВrO3); хорошо раств. в воде; умеренные окислители; получают окислением бромат.в Na или К фтором в щелочной среде.

Известны оксифториды бром - сильные окислители и фторирующие агенты. Пербромилфторид (триоксимонофторид брома) ВгО3F - бесцв. газ; т. пл.-110,35°С, т. кип. 2,35°С; плотность жидкости 2,2 г/см3; уравнение 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 к-ты.

Бромилфторид (диоксомонофторид брома) ВrO2F - бесцв. Летучая жидкость; т. пл. - 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 - бесцветная жидкость; т. пл. 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 кристаллические 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 брома используют морскую воду, озерные и подземные рассолы, а также щелока калийного производства (концентрация брома до 4-5 кг/м3), содержащие бром в виде Вr-. бром выделяют пропусканием С12 с послед. отгонкой с водяным паром (при концентрации бром 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 - С12. Пары, выходящие из колонны, конденсируют. Далее бром отделяют от воды и очищают от примесей С12 и органических соединений ректификацией. Применение воздуха вместо водяного пара позволяет использовать растворы с содержанием бром менее 1 кг/м3. Раствор после обработки С12 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 другому способу к бромовоздушной смеси добавляют SO2, который в присутствии паров воды образует с бром смесь НВг и H2SO4; бром выделяют действием С12. 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 органического растворителя (например, СС14), а также реакцией с флуоресцеином. Количественный анализ осуществляют иодометрически, аргентометрически, меркуриметрически, а также потенциометрическим титрованием.

Применение. бром используют для получения бромсодержащих неорганических (например, NaBr, КВг, НВг) и орг. соед. (ок. половины производимого Вr2- в производстве С2Н4Вr2), бром и бромную воду применяют в аналитической химии, например для кулонометрического определения As3+, Sb3+, V4+, а также для качественного и количественного анализа органических соединений.

Мировое производство брома (без СССР) около 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 около 0,001% наблюдаются раздражение слизистых оболочек, головокружение, кровотечение из носа, при 0,02% - удушье, спазмы и заболевание дыхательных путей. ПДК 0,5 мг/м3. Попадание жидкого бром 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 бромом, промывается многократно водой и раствором Na2CO3, смазывается мазью, содержащей NaHCO3. Бром открыт в 1826 Ж. Баларом.

Лит.: Позин М. Е., Технология минеральных солей, 4 изд., ч. 1, Л., 1974, с. 206-36; Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С, Химия и технология брома, иода и их соединений, М., 1979: Егоров Л. Ф., Осыка В. Г., Пивоваров М. Д., Технология получения бромжелеза из природных рассолов, М., 1979; Полянский Н. Г., Аналитическая химия брома, М., 1980; Bromine and its compounds, ed. by Z.E. Jolles, L., 1966; Comprehensive inorganic chemistry, v. 2, Oxf., 1973. © В. И. Ксензенко, Ц. С. Стасиневич.

Дополнительная информация: "Бром: химические и физические свойства".


выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXVII
Контактная информация