Химический элемент Бром

Элемент бром представляет собой темно–красную жидкость с неприятным запахом - одну из двух жидкостей комнатной температуры в периодической таблице. Химически он очень реакционноспособен и никогда не встречается в природе в чистом виде. Бром токсичен и вызывает коррозию у многих живых существ, хотя он имеет коммерческое применение в очистке воды, противопожарной защите и фармацевтике.

Десять интересных фактов о броме
Бром является одним из всего лишь двух элементов, находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре, другим является ртуть; это единственный неметалл, существующий в виде жидкости
Бром на самом деле более распространен в океане, чем в земле
До половины потерь озона в Антарктике происходит из-за реакций с участием брома
Некоторые люди используют бром для очистки своих бассейнов!
Бром является одним из семи природных двухатомных элементов, молекула которого состоит из двух идентичных атомов: Br2
Вязкость брома сравнима с вязкостью воды
В коммерческих целях бром добывается и выделяется из Мертвого моря
В Первую мировую войну солдаты использовали соединения бромида в качестве химического оружия
Название брома происходит от греческого слова “bromos”, что означает неприятный запах, из-за его неприятного запаха
Поскольку бром вызывает коррозию, его часто хранят в стеклянных или свинцовых контейнерах

Бром в периодической таблице
Бром, символ элемента Br, имеет атомный номер тридцать пять. Можно найти бром, галоген, в р-блоке, группа 17, особенно в периоде 4. Бром находится между хлором и йодом и обладает реакционной способностью между ними. Электронная конфигурация брома равна [Ar] 3d10 4s2 4p5. Бром имеет 7 валентных электронов, что делает его высокоэлектроотрицательным, реакционноспособным элементом и склонным к ионным реакциям. По шкале Полинга электроотрицательность брома равна 2,96.

Токсичность брома
Бром невероятно токсичен для живых организмов и всасывается при вдыхании, потреблении или физическом контакте. Бром атакует и разъедает ткани человека. В больших дозах бром может нанести вред общей нервной системе, нейротрансмиттерам или генетическому материалу. Пары брома также являются раздражителем. Частое вдыхание может привести к кашлю, затруднению дыхания, а также раздражению глаз, носа и горла. “Бромизм” - это универсальный термин для описания симптомов, возникающих в результате постоянного воздействия бромизма. Бром может присутствовать в небольших дозах во многих обычных продуктах, таких как пестициды, поэтому крайне важно мыть фрукты и овощи перед употреблением. В целом, нетрудно предотвратить воздействие брома и последующую токсичность.

Бром в окружающей среде
Люди ввели в окружающую среду больше брома, чем встречается в природе, что вредно как для окружающей среды, так и для людей. Когда соединения брома используются в дезинфицирующих средствах на фермах или в садах, поверхностный сток может привести к накоплению брома в естественных реках, прудах и озерах. Бром, который в природе содержится в изобилии в соленой воде, опасен для рыб, водорослей и других микроорганизмов. Более того, броморганические соединения не поддаются биологическому разложению, поэтому неорганический ион брома будет сохраняться. Это может привести к переизбытку брома на лугах и заражению домашнего скота. Испарение брома в морской воде также приводит к снижению содержания озона над океаном из-за реакционной способности брома (и йода) с O3.

Применение брома в современном мире
Для чего используется бром?
Бром в бассейнах
Хлор широко известен как основное дезинфицирующее средство в бассейнах, используемое для уничтожения бактерий, но бром на самом деле является основным альтернативным вариантом; хотя природная форма брома представляет собой красноватую жидкость, его можно найти в виде таблеток или гранулированных продуктов. Этот “общий бром” на самом деле не является бромом в его естественном состоянии. Бром вводится в бассейны как часть системы окисления солей, часто в сочетании с натрием, чтобы в конечном итоге высвободить гипобромит в систему водоснабжения. Он работает в более высоком диапазоне рН, чем хлор, и поэтому часто используется для дезинфекции в условиях более высоких температур, таких как горячие ванны и спа-салоны, где рН воды может колебаться. У брома тоже более мягкий запах, чем у хлора. Однако хлор лучше работает при солнечном свете и под воздействием ультрафиолетовых лучей, которые препятствуют образованию гипобромита. Бром также дороже.

Бромированные антипирены
Элемент бром имеет увлекательное применение в противопожарной защите. Его большая атомная масса и универсальность в качестве галогенорганического соединения делают его эффективным в ограничении горения. Таким образом, бром добавляется в антипирены для повышения их эффективности и составляет одну пятую часть рынка антипиренов. Существует более 60 различных бромированных замедлителей far (и некоторые из них ограничены из-за токсичности). Полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ) и полибромированные дифенилы (ПБДБ) - это два типа, которые использовались в различных пластмассах, текстиле и потребительских товарах, но с тех пор оба были удалены с рынка. Опасались, что ПБДЭ выщелачивают химикаты в домашних хозяйствах, в то время как было обнаружено, что ПБД повышают токсичность для домашнего скота. Гексабромциклододеканы (HBCDDs) все еще используются сегодня в теплоизоляции. В качестве другого примера, бромированные антипирены, содержащие тетрабромбисфенол А (TBBPA), можно найти в термопластах и схемотехнике.

Бром в медицине
Медицинское использование элемента брома можно проследить до 1835 года, менее чем через десять лет после его открытия, когда бромистый калий (KBr) исторически использовался в качестве седативного средства. Однако потенциальная токсичность брома препятствовала широкому использованию и экстремальным дозам. Сегодня бром все еще используется в фармацевтике и в качестве катализатора для аналогичного производства. Способность брома притуплять нервную систему в надлежащих дозах делает его идеальным для лечения эпилепсии или других людей, нуждающихся в седации. Кроме того, бром также является катализатором в фармацевтическом производстве или других лекарственных органических реакциях, хотя он не попадает в конечный продукт.

Когда и как был открыт бром?
История брома
Бром не имел значительного применения до его открытия в начале девятнадцатого века. В древние времена бром играл определенную роль в окраске красителей для одежды, в частности, тирского пурпура, также известного как диброминдиго (6’6c16H8Br2N2O2). Колючие улитки мурекс извлекали бром из океана и связывали его с молекулой индиго на суше. Историки полагают, что и духовенство, и члены королевской семьи носили этот тирский фиолетовый цвет для обозначения статуса. Естественно, что после открытия брома у брома появилось гораздо больше научных и коммерческих применений.

Кто открыл элемент бром
Двое ученых– Антуан-Жером Балар и Карл Лодвиг – открыли бром независимо в 1826 и 1825 годах соответственно. Карл Ледвиг открыл бром, выделив его из источника минеральной воды. Он создал раствор с насыщенной хлором солью и отделил бром, используя диэтиловый эфир. Как только эфир полностью испарился, осталась только красновато-коричневая жидкость. Балард обнаружил бром в морских водорослях солончаков Монтпелье. Как и Ледвиг, Балард выделил бром, насыщая раствор морских водорослей хлором. Он понял, что химическое вещество, которое он перегонял, имело свойства между хлором и иодидом, и сделал вывод, что это должен быть новый элемент. Хотя открытие Баларда было опубликовано первым, ему и Ледвигу приписывают первооткрывателей брома.

Где во Вселенной присутствует бром?
Элемент бром не является распространенным элементом в природе, и даже в этом случае он никогда не встречается как свободный элемент. По оценкам, в земной коре содержится 0,00016% брома; из-за естественного выветривания бром из горных пород часто переходит прямо в гидросферу. Бром более концентрирован в виде ионов в соленой воде, но не так сильно в пресной. Аналогично, брома много в некоторых морских водах и кораллах. Наибольшее количество брома можно получить из солевых отложений, таких как Мертвое море, а также из нефтяных рассолов и глубоководных запасов. Что касается минералов, бром на самом деле содержится в серебряных рудах бромаргирите, эмбролите и йодобромите, поскольку он хорошо связывается с серебром.

Химия брома – соединения, реакции, степени окисления
Химические свойства брома
Элемент бром по химическим свойствам находится между хлором и йодом, а галогены примыкают к брому в группе 17. Бром является очень химически активным металлом и, следовательно, никогда не бывает чистым в природе: из-за его 7 валентных электронов и высокого сродства к электрону бром легко и бурно реагирует со щелочными металлами. Это сильный окислитель, но он нелегко разлагается при нормальных условиях. Бром является слаборастворимым в воде при обратимом производстве гипобромита и является одним из немногих элементов с огнестойкими свойствами. Хотя бром не вступает в реакцию с кислородом или азотом в воздухе, он образует опасное соединение оксид брома (IV) при взаимодействии с озоном. Бром дополнительно реагирует с другими галогенами.

Степени окисления брома
Элемент бром существует в степенях окисления -1, 0, +1, +3, +5, и +7. Поскольку бром часто присутствует в виде соединения с одним другим атомом, -1 является наиболее распространенной степенью окисления брома. 0 - степень окисления двухатомного брома, +1 - степень окисления гипобромита, +3 - степень окисления бромита, +5 - степень окисления бромата и +7 - степень окисления пербромата.

Соединения брома
Бром присутствует во множестве как органических, так и неорганических соединений и может каким-либо образом связываться практически с каждым элементом. Основными исключениями являются благородные газы, которые неохотно вступают в какие -либо химические реакции. Бром может вступать в реакцию со всеми типами металлов, неметаллов и даже с другими галогенами!

Бинарные бромиды:
Подавляющее большинство периодических элементов могут образовывать бинарное соединение с элементом бромом, известным как бромид. Некоторые известные примеры бинарных бромидов следующие:

Бромистый водород (HBr): Бромистый водород представляет собой неорганический бесцветный газ, состоящий исключительно из водорода и брома. HBr образует бромистоводородную кислоту при растворении в воде и имеет множество применений в синтезе бромных реагентов. Различные химические и фармацевтические предприятия используют HBr в качестве растворителя в своих процессах.
Бромид серебра (AgBr): Бромид серебра представляет собой светло-желтую соль, которая не растворяется в воде. Хотя его можно найти как природный минерал, бромид серебра чаще получают путем лабораторного приготовления путем взаимодействия нитрата серебра со щелочным бинарным бромидом. Поскольку AgBr чувствителен к свету, он играет большую роль в фотографии: бромид натрия в желатине вместе служат эмульгаторами для фотографий. Вызванное светом разложение AgBr фактически сохраняет фотографию благодаря ее проявке!
Межгалогенные соединения:
Бром может образовывать соединения в различных конфигурациях с другими галогенными элементами.

Монобромид йода (IBr): Монобромид йода идентифицирован либо как темное, красно-черное твердое вещество, либо как темно-фиолетовые кристаллы. Он образуется в результате реакции двух его составляющих, йода и брома, и служит основным лабораторным источником катиона йода. Ванны с монобромидом йода фактически использовались для облегчения боли в суставах у пациентов с остеоартритом.
Трифторид брома (BrF 3): Трифторид брома представляет собой еще одно межгалоидное соединение - жидкость с сильным запахом, не похожим на сам бром. Он используется в качестве фторирующего агента, а также используется для приготовления ядерного топлива; это часть процесса производства UF 6, или hex, который помогает в обогащении урана для ядерных реакций и оружия.
Бромирование органических соединений
Бромирование - это процесс обработки вещества бромом для введения его в органические соединения. Это самый простой способ начать многие реакции синтеза в органической химии. Ультрафиолетовый свет расщепит двухатомный бром на два радикала брома – затем один из бромов вступит в цепную реакцию, реагируя с водородом на наиболее замещенный углерод; другой бром займет его место в молекуле.

Выделение элемента брома
Элемент бром коммерчески выделен из морской воды. При обработке водного раствора анионов бромида газообразным хлором атомы участвуют в реакции окисления-восстановления, показанной ниже, с образованием двухатомных ионов брома и хлорида. Промывка продуктов воздухом затем выделяет двухатомный бром.

2Br– + Cl2 > 2Cl– + Br2

Бром также может образовываться в меньших количествах при взаимодействии бромистого калия с серной кислотой. Поскольку бром в три раза плотнее воды, он оседает на дно колбы в конечном продукте.

2KBr + H2 SO4 > HBr + KHSO 4

2HBr + H2SO4 > SO2 + Br2 + 2H2O

Лучший способ получения брома в домашней или школьной лаборатории - это реакция смеси бромистого калия и перманганата калия или бромата калия с серной кислотой. Немедленно образуется большое количество брома (смешанного с водой). Мы настоятельно рекомендуем вам не делать этого в помещении или делать это в очень малых количествах.

Физические свойства элемента брома
Элемент бром представляет собой маслянистую жидкость красновато-коричневого цвета, которая редко встречается в природе в чистом виде. Давление его пара составляет 168 торр, и он легко испаряется.

Символ: Br
Температура плавления: 19,04 F
Температура кипения: 137,8 F
Плотность: 3,19 г / мл
Атомный вес: 79,904 ед
Атомный номер: 35
Электроотрицательность: 2,96
Классификация: Галоген, группа 17 Галоген
Естественное изобилие: 49,31%
Конфигурация электронной оболочки: [Ar] 3d10 4s2
Изотопы: 79Бр и 81Бр

Где я могу купить бром?
Чистый бром сложнее достать, его легче всего найти на сайтах по продаже химикатов и оборудования, таких как Cole Parmer. Таблетки брома, которые содержат ион бромида и используются для очистки бассейнов, также можно найти в большинстве супермаркетов или магазинов товаров для дома, таких как Walmart или Home Depot.