Бром происхождение названия. Бром — ядовитый элемент с интересными свойствами. Бром в организме
Отдалённо напоминающим запах одновременно иода и хлора . Летуч, ядовит. Молекула брома двухатомна (формула Br 2).
История
Жидкий бром легко взаимодействует с золотом, образуя трибромид золота AuBr 3 :
2 A u + 3 B r 2 → 2 A u B r 3 {\displaystyle {\mathsf {2Au+3Br_{2}\rightarrow 2AuBr_{3}}}}Применение
В химии
- Вещества на основе брома широко применяются в органическом синтезе.
- «Бромная вода » (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений.
Промышленное применение
Значительная часть элементарного брома до начала 1980-х использовалась для производства 1,2-дибромэтана , входившего в состав этиловой жидкости - антидетонирующей добавки в бензины, содержащей тетраэтилсвинец ; дибромэтан в этом случае служил источником брома для образования относительно летучего дибромида свинца для предотвращения осаждения твёрдых оксидов свинца на деталях двигателя. Бром также используется в синтезе антипиренов - добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам.
- Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество.
- Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива.
- Растворы бромидов используются в нефтедобыче.
- Растворы бромидов тяжёлых металлов используются как «тяжёлые жидкости» при обогащении полезных ископаемых методом флотации.
- Многие броморганические соединения применяются как инсектициды и пестициды.
В медицине
- В медицине бромид натрия и бромид калия применяют как успокаивающие средства .
В производстве оружия
Физиологическое действие
Бром и его пары токсичны. Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объёму) наблюдается раздражение слизистых оболочек , головокружение , носовые кровотечения, а при более высоких концентрациях - спазмы дыхательных путей , удушье . ПДК паров брома - 0,5 мг/м³ . ЛД 50 при пероральном введении для крыс составляет 1700 мг/кг . Для человека смертельная доза перорально составляет 14 мг/кг . При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух (как можно в более ранней стадии показаны ингаляции кислорода); для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном, смоченным нашатырным спиртом , на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Дальнейшее лечение должно проводиться под наблюдением врача. Рекомендуются ингаляции
Бром - простое вещество, галоген, открыт в начале 19-го века. Не самый распространенный элемент на Земле, но широко рассеянный: его можно найти в морях и океанах, в озерах и грунтовых водах, в земной коре, атмосфере, в растениях (бобовые, морские водоросли). В чистом виде не встречается из-за своей высокой химической активности. Минералов брома мало и они не имеют промышленного значения. Добывают бром из морской воды, горьких озер, подземных вод, сопутствующих нефтяным месторождениям.
Свойства
Тяжелая жидкость темно-красного цвета. Только бром и ртуть из всех простых веществ в нормальных условиях являются жидкостями. Запах неприятный, именно он дал название веществу (от греческого «бромос», означающего дурной запах). В воде растворяется плохо, хотя и лучше, чем остальные галогены. Смешивается с органическими растворителями в любых пропорциях.
Химически активный элемент, сильный окислитель, образует довольно сильную бромоводородную кислоту HBr. Кроме этого, образует ряд кислородосодержащих кислот. Вступает в реакции с галогенами, неметаллами, металлами. Не реагирует с кислородом, азотом, платиной, танталом. Образует бромиды, легко присоединяется к органическим соединениям.
Следует различать бром, как химический элемент и лекарство «бром», который прописывают в поликлинике в качестве успокаивающего. Бром очень ядовит, а в медицинских целях используется калий бромистый или натрий бромистый, усиливающие процессы торможения в ЦНС.
Бром и его пары ядовиты, при попадании на кожу жидкий бром вызывает долго незаживающие химические ожоги. Работать с реактивом допускается только с использованием всех средств защиты , включая специальную одежду, перчатки и противогаз. Особенно опасно вдыхание паров брома для людей с болезнями органов дыхания, так как может развиться отек легких. При отравлении бромом следует обеспечить человеку свежий воздух или ингаляции кислородом и вызвать врача. Помогает теплое молоко, сода, содосодержащая минеральная вода, кофе. Антидотом и нейтрализатором разливов брома служит раствор тиосульфата натрия. Им можно также пропитывать лицевые повязки для защиты от паров. При небольших разливах подойдет обычная сода, но реакция с бромом экзотермическая, вызывает повышение температуры воздуха и усиливает испарения, так что лучше иметь под рукой тиосульфат натрия.
Применение
- В химической промышленности бром используют для получения органических и неорганических соединений, таких как бромистый калий и натрий, бромоводородная кислота, дибромэтан и многие другие.
- Бром востребован для получения резины высокого качества.
- Для аналитических целей используют бром, бромную воду, калий бромистый, натрий бромистый.
- Бромид серебра применяется в качестве светочувствительного материала в фотографии.
- Почти половина производимого брома идет на получение 1,2 дибромэтана, который входит в состав топлива как антидетонационная присадка, применяется для защиты древесины от повреждения насекомыми, в органическом синтезе.
- Бром широко используют для получения антипиренов - специальных добавок и пропиток, придающих краскам, пластмассам, древесине, текстильным материалам противопожарные свойства.
- Бромхлорметан применяется для наполнения огнетушителей. 
- Пентафторид брома применяется в ракетном топливе.
- В сельском хозяйстве соединения брома используются для борьбы с вредителями растений.
- Растворы бромидов применяются в нефтедобыче, на горно-обогатительных комбинатах.
- В медицине растворы KBr и NaBr входят в состав успокаивающих средств, например, в состав «корвалола».
- Бром может использоваться в качестве дезинфицирующего агента для замены хлора в бассейнах, на станциях водоподготовки.
Калий бромистый, натрий бромистый, бромистоводородная кислота , стандарт-титр калий бромид продаются в нашем интернет магазине по выгодным ценам.
| Атомный номер | 35 |
| Внешний вид простого вещества | красно-бурая жидкость с сильным неприятным запахом |
| Свойства атома | |
|
Атомная масса (молярная масса) |
79,904 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | n/a пм |
|
Энергия ионизации (первый электрон) |
1142,0 (11,84) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | 3d 10 4s 2 4p 5 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 114 пм |
| Радиус иона | (+5e)47 (-1e)196 пм |
|
Электроотрицательность (по Полингу) |
2,96 |
| Электродный потенциал | 0 |
| Степени окисления | 7, 5, 3, 1, -1 |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность | 3,12 г/см³ |
| Молярная теплоёмкость | 75,69 Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 0,005 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 265,9 K |
| Теплота плавления | (Br—Br) 10,57 кДж/моль |
| Температура кипения | 331,9 K |
| Теплота испарения | (Br—Br) 29,56 кДж/моль |
| Молярный объём | 23,5 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | орторомбическая |
| Параметры решётки | a=6,67 b=4,48 c=8,72 Å |
| Отношение c/a | — |
| Температура Дебая | n/a K |
| Br | 35 |
| 79,904 | |
| 3d 10 4s 2 4p 5 | |
— элемент главной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 35. Обозначается символом Br (лат. Bromum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество бром (CAS-номер: 7726-95-6) при нормальных условиях — тяжёлая жидкость красно-бурого цвета с сильным неприятным запахом. Молекула брома двухатомна (формула Br2).
История
Бром был открыт в 1826 году молодым преподавателем колледжа города Монпелье А. Ж. Баларом. Открытие Балара сделало его имя известным всему миру. Из одной популярной книги в другую кочует утверждение, что огорченный тем, что в открытии брома никому неизвестный Антуан Балар опередил самого Юстуса Либиха, Либих воскликнул, что, дескать, не Балар открыл бром, а бром открыл Балара. Однако это неправда, или, точнее, не совсем правда. Фраза-то была, но принадлежала она не Ю. Либиху, а Шарлю Жерару, который очень хотел, чтобы кафедру химии в Сорбонне занял Огюст Лоран, а не избранный на должность профессора А. Балар.
Происхождение названия
Название элемента происходит βρῶμος — зловоние .
Получение
Бром получают химическим путём из рассола Br - :
Физические свойства
При обычных условиях бром — красно-бурая жидкость с резким неприятным запахом, ядовит, при соприкосновении с кожей образуются ожоги. Плотность при 0 °C — 3, 19 г./см³. Температура плавления (затвердевания) брома −7,2 °C, кипения 58,8 °C, при кипении бром превращается из жидкости в буро-коричневые пары, при вдыхании раздражающие дыхательные пути. Стандартный электродный потенциал Br²/Вr - в водном растворе равен +1,065 В.
Обычный бром состоит из изотопов 79 Br (50,56 %) и 81 Br (49,44 %). Искусственно получены радиоактивные изотопы.
Химические свойства
В свободном виде существует в виде двухатомных молекул Br 2 . Заметная диссоциация молекул на атомы наблюдается при температуре 800 °C и быстро возрастает при дальнейшем росте температуры. Диаметр молекулы Br 2 равен 0,323 нм, межъядерное расстояние в этой молекуле — 0,228 нм.
Бром немного, но лучше других галогенов растворим в воде (3,58 г в 100 г воды при 20 °C), раствор называют бромной водой. В бромной воде протекает реакция с образованием бромоводородной и неустойчивой бромноватистой кислот:
Br 2 + H 2 O → HBr + HBrO.
С большинством органических растворителей бром смешивается во всех отношениях, при этом часто происходит бромирование молекул органических растворителей.
По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и иодом. При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный иод:
Br 2 + 2KI → I 2 ↓ + 2KBr.
Напротив, при действии хлора на бромиды, находящиеся в водных растворах, выделяется свободный бром:
При реакции брома с серой образуется S 2 Br 2 , при реакции брома с фосфором — PBr 3 и PBr 5 . Бром реагирует также с неметаллами селеном и теллуром.
Реакция брома с водородом протекает при нагревании и приводит к образованию бромоводорода HBr. Раствор HBr в воде — это бромоводородная кислота, по силе близкая к соляной кислоте HCl. Соли бромоводородной кислоты — бромиды (NaBr, MgBr 2 , AlBr 3 и др.). Качественная реакция на присутствие бромид-ионов в растворе — образование с ионами Ag + светло-желтого осадка бромида серебра AgBr, практически нерастворимого в воде.
С кислородом и азотом бром непосредственно не реагирует. Бром образует большое число различных соединений с остальными галогенами. Например, со фтором бром образует неустойчивые BrF 3 и BrF 5 , с иодом — IBr. При взаимодействии со многими металлами бром образует бромиды, например, AlBr 3 , CuBr 2 , MgBr 2 и др. Устойчивы к действию брома тантал и платина, в меньшей степени — серебро, титан и свинец .
Бром — сильный окислитель, он окисляет сульфит-ион до сульфата, нитрит-ион — до нитрата и т. д.
При взаимодействии с органическими соединениями, содержащими двойную связь, бром присоединяется, давая соответствующие дибромпроизводные:
C 2 H 4 + Br 2 → C 2 H 4 Br 2 .
Присоединяется бром и к органическим молекулам, в составе которых есть тройная связь. Обесцвечивание бромной воды при пропускании через нее газа или добавлении к ней жидкости свидетельствует о том, что в газе или в жидкости присутствует непредельное соединение.
При нагревании в присутствии катализатора бром реагирует с бензолом с образованием бромбензола C 6 H 5 Br (реакция замещения).
При взаимодействии брома с растворами щелочей и с растворами карбонатов натрия или калия образуются соответствующие бромиды и броматы, например:
3Br 2 + 3Na 2 CO 3 → 5NaBr + NaBrO 3 + 3CO 2 .
Бромсодержащие кислоты
Помимо бескислородной бромоводородной кислоты HBr, бром образует ряд кислородных кислот: бромную HBrO 4 , бромноватую HBrO 3 , бромистую HBrO 2 , бромноватистую HBrO.
Применение
В химии
Вещества на основе брома широко применяются в основном органическом синтезе.
В технике
— Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество.
— Используется для создания антипиренов — добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам.
— Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива.
— 1,2-дибромэтан в настоящее время применяют как антидетонирующую добавку в моторном топливе, взамен тетраэтилсвинца.
— Растворы бромидов используются в нефтедобыче.
В медицине
В медицине бромид натрия и бромид калия применяют как успокаивающие средства.
В производстве оружия
Со времен Первой Мировой войны бром используется для производства боевых отравляющих веществ.
Физиологическое действие
Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объёму) наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, а при более высоких концентрациях — спазмы дыхательных путей, удушье. ПДК паров брома 0,5 мг/м³. При попадании в организм токсическая доза составляет 3 г, летальная — от 35 г. При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух; для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном, смоченным нашатырным спиртом, на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Дальнейшее лечение должно проводиться под наблюдением врача. Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные ожоги.
Особенности работы
При работе с бромом следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, специальными перчатками. Из-за высокой химической активности и токсичности, как паров брома, так и жидкого брома его следует хранить в стеклянной, плотно укупоренной толстостенной посуде. Склянки с бромом располагают в ёмкостях с песком, который предохраняет склянки от разрушения при встряхивании. Из-за высокой плотности брома склянки с ним ни в коем случае нельзя брать только за горло (горло может оторваться, и тогда бром окажется на полу).
Для нейтрализации пролитого брома поверхность с ним надо залить раствором сульфита натрия Na 2 SO 3
Мифы и легенды
Существует широко распространенная легенда о том, что в армии будто бы добавляют бром в еду для снижения полового влечения. Этот миф не имеет под собой никаких оснований — влечение успешно снижают физические нагрузки, а действительно добавляемые в еду добавки чаще всего оказываются аскорбиновой кислотой для предотвращения авитаминоза. К тому же, препараты брома соленые на вкус и не влияют ни на влечение, ни на потенцию. Они обладают снотворным и успокаивающим эффектом.
Жидкость красно-бурого цвета, с резким специфическим запахом, плохо растворимая в воде, но растворяющаяся в бензоле, хлороформе, сероуглероде и других органических растворителях. Такой ответ можно дать на вопрос: "Что такое бром?" Соединение относится к группе наиболее активных неметаллов, реагируя со многими простыми веществами. Оно является сильно токсичным: вдыхание его паров раздражает дыхательные пути, а попадание на кожу вызывает тяжелые, длительно не заживающие ожоги. В нашей статье мы изучим его физические свойства, а также рассмотрим химические реакции, характерные для брома.
Главная подгруппа седьмой группы - место положения элемента в периодической системе химических элементов. На последнем энергетическом слое атома находится два s-электрона и пять p-электронов. Как и все галогены, бром имеет значительное сродство к электрону. Это значит, что он легко притягивает в свою электронную оболочку отрицательные частицы других химических элементов, становясь анионом. Молекулярная формула брома - Br 2 . Атомы соединяются между собой с помощью совместной пары электронов, такой тип связи называется ковалентной. Она также является неполярной, располагаясь на одинаковом расстоянии от ядер атомов. Ввиду достаточно большого радиуса атома - 1,14A°, окислительные свойства элемента, его электроотрицательность и неметаллические свойства становятся меньше, чем у фтора и хлора. Температура кипения, наоборот, повышается и составляет 59,2 °C, относительная молекулярная масса брома равна 180. В свободном состоянии из-за высокой активности элемент как простое вещество не встречается. В природе его можно обнаружить в связанном состоянии в виде солей натрия, магния, калия, особенно высоко их содержание в морской воде. Некоторые виды бурых и красных водорослей: саргассум, фукус, батрахоспермум, содержат большое количество брома и йода.
Реакции с простыми веществами
Для элемента характерно взаимодействие со многими неметаллами: серой, фосфором, водородом:
Br 2 + H 2 = 2HBr
Однако бром непосредственно не реагирует с азотом, углеродом и кислородом. Большинство металлов легко окисляются бромом. Пассивны к действию галогена лишь некоторые из них, например, свинец, серебро и платина. Реакции с бромом более активных галогенов, таких, как фтор и хлор, проходят быстро:
Br 2 +3 F 2 = 2 BrF 3
В последней реакции степень окисления элемента равна +3, он выступает в роли восстановителя. В промышленности бром получают окислением бромоводорода более сильным галогеном, например, хлором. Основными источниками сырья для получения соединения служат подземные буровые воды, а также сильно концентрированный раствор соляных озер. Галоген может взаимодействовать со сложными веществами из класса средних солей. Так, при действии бромной воды, имеющей красно-бурую окраску, на раствор сульфита натрия, мы наблюдаем обесцвечивание раствора. Это происходит по причине окисления бромом средней соли - сульфита до сульфата натрия. Сам же галоген восстанавливается, переходя в вид бромоводорода, не имеющего цвета.
Взаимодействие с органическими соединениями
Молекулы Br 2 способны к взаимодействию не только с простыми, но и со сложными веществами. Например, реакция замещения проходит между ароматическим углеводородом бензолом и бромом при нагревании, в присутствии катализатора - бромида трехвалентного железа. Она заканчивается образованием бесцветного соединения, не растворимого в воде - бромбензола:
C 6 H 6 + Br 2 = C 6 H 5 Br + HBr
Простое вещество бром, растворенное в воде, используется в качестве индикатора для определения наличия в молекуле органических веществ непредельных связей между атомами углерода. Такой качественной реакцией находят в молекулах алкенов или алкинов пи-связи, от которых зависят основные химические реакции указанных углеводородов. Соединение вступает в реакции замещения с предельными углеводородами, при этом образуя производные метана, этана и других алканов. Известна реакция присоединения частиц брома, формула которых Br2, к непредельным веществам с одной или двумя двойными, или с тройной связью в молекулах, например, к таким, как этен, ацетилен или бутадиен.
СН 2 =СН 2 + Br 2 = CH 2 Br - CH 2 Br
С указанными углеводородами может реагировать не только простое вещество, но и его водородное соединение - HBr.
Особенности взаимодействия галогена с фенолом
Органическое вещество, состоящее из бензольного ядра, связанного с гидроксильной группой, - это фенол. В его молекуле прослеживается взаимное влияние групп атомов друг на друга. Поэтому реакции замещения с галогенами у него протекают значительно быстрее, чем у бензола. Причем для процесса не требуется нагревание и присутствие катализатора. Сразу три атома водорода в молекуле фенола замещаются радикалами брома. В результате реакции образуется трибромфенол.
Кислородные соединения брома
Продолжим изучение вопроса, что такое бром. Взаимодействие галогена с холодной водой приводит к получению бромноватистой кислоты HBrO. Она является более слабой, чем соединение хлора, за счет снижения ее окислительных свойств. Еще одно соединение - бромноватая кислота, может быть получено путем окисления бромной воды хлором. Ранее в химии считали, что у брома не может быть соединений, в которых он мог бы проявлять степень окисления +7. Однако окислением бромноватого калия была получена соль - бромат калия, а из нее - и соответствующая кислота - HBrO 4 . Ионы галогенов имеют восстановительные свойства: при действии молекул HBr на металлы последние окисляются катионами водорода. Поэтому с кислотой взаимодействуют только те металлические элементы, которые стоят в ряду активности до водорода. В результате реакции образуются средние соли - бромиды, и выделяется свободный водород.
Применение соединений брома
Высокая окислительная способность брома, масса которого достаточно велика, широко используется в аналитической химии, а также в химии органического синтеза. В сельском хозяйстве препараты, содержащие бром, применяют в борьбе с сорняками и насекомыми - вредителями. Антипирены - вещества, предотвращающие самовозгорание, используют для пропитки строительных материалов, пластмассы, ткани. В медицине давно известно тормозящее действие солей: бромида калия и натрия - на прохождение биоэлектрических импульсов по нервным волокнам. Их применяют при лечении расстройств нервной системы: истерии, неврастении, эпилепсии. Учитывая сильную токсичность соединений, дозировка препарата должна контролироваться врачом.
В нашей статье мы выяснили, что такое бром, и какие физические и химические свойства для него характерны.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Бром - химический элемент, расположенный в четвертом периоде в VIIA группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева.
Порядковый номер - 35. Строение атома показано на рис. 1. Неметалл p-семейства.
Рис. 1. Схема строения атома брома.
В обычных условиях бром представляет собой жидкость красно-бурого цвета, обладающую резким неприятным запахом. Ядовит. Плотность 3,19 г/см 3 (при t 0 = 0 o C). При кипении (t 0 = 58,6 o C) бром из жидкого состояния переходит в газообразное - образует буро-коричневый пар.
Относительная атомная масса атомарного брома равна 79,904 а.е.м. Его относительная молекулярная масса будет равна 79,904, а молярная масса:
M(Br 2) = M r (Br 2) × 1 моль = 79,904 г/моль.
Известно, что молекула брома двухатомна - Br 2 , тогда, относительная атомная масса молекулы брома будет равна:
A r (Br 2) = 79,904× 2 = 159,808 а.е.м.
Относительная молекулярная масса молекулы брома будет равна 159,808, а молярная масса:
M(Br 2) = M r (Br 2) × 1 моль = 159,808 г/моль или просто 160 г/моль.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой превращений:
Br 2 → NaBr → Br 2 → HBr → KBr → AgBr. |
| Ответ | Для того, чтобы получить бромид натрия из бромной воды, необходимо подействовать на неё разбавленным раствором гидроксида натрия. Реакция протекает при температуре 0 - 5 o C.
Br 2 + 2NaBr dulute = NaBr + NaBrO + H 2 O. Получения брома из бромида натрия возможно если к соли (в твердом агрегатном состоянии) добавить разбавленную серную кислоту (10-50%): 2NaBr + H 2 SO 4(dilute) = Na 2 SO 4 + 2HBr. Чтобы получить бромоводород из бромной воды необходимо добавить в реакционную смесь водород: Br 2 + H 2 = 2HBr. Бромид калия образуется в результате взаимодействия разбавленных растворов бромоводорода и гидроксида калия: HBr dilute + KOH dilute = KBr + H 2 O. Осадок желтого цвета - бромид серебра можно получить, подействовав на нитрат серебра раствором бромида калия: KBr + AgNO 3 = AgBr↓ + KNO 3 . |
