HYDROBROMIC ACID (HBR): STRUKTUR, EGENSKAPER, DANNELSE - KJEMI - 2026

Den hydrobromsyre er en uorganisk forbindelse er den vandige oppløsningen av en gass kalt hydrogenbromid. Den kjemiske formelen er HBr, og den kan betraktes på forskjellige likeverdige måter: som en molekylær hydrid, eller et hydrogenhalogenid i vann; det vil si en hydracid.

I kjemiske ligninger skal det skrives som HBr (ac), og dermed indikere at det er hydrobromsyren og ikke gassen. Denne syren er en av de sterkeste kjente, enda mer enn saltsyre, HCl. Forklaringen på dette ligger i arten av dens kovalente bånd.

Kilde: KES47 via Wikipedia

Hvorfor er HBr en så sterk syre, og enda mer så oppløst i vann? Fordi H-Br kovalente bindingen er veldig svak, på grunn av den dårlige overlappingen av 1s bane av H og 4p av Br.

Dette er ikke overraskende hvis du ser nøye på toppbildet, hvor tydelig at bromatom (brunt) er mye større enn hydrogenatom (hvitt).

Følgelig fører enhver forstyrrelse til at H-Br-bindingen brytes, og frigjør H ⁺ -ionet . Så hydrobromsyre er en Brönsted-syre, siden den overfører protoner eller hydrogenioner. Dens styrke er slik at det er brukt i syntesen av forskjellige forbindelser organobrominated (så som 1-brom etan, CH _3- CH _2- Br).

Hydrobromsyre er etter hydrojodium, HI, en av de sterkeste og mest nyttige hydracider for fordøyelsen av visse faste prøver.

Struktur av hydrobromsyre

Bildet viser strukturen til H-Br, hvis egenskaper og egenskaper, til og med egenskaper til en gass, er nært beslektet med dens vandige løsninger. Det er derfor det kommer et punkt hvor det er forvirring angående hvilke av de to forbindelsene som refereres til: HBr eller HBr (ac).

Strukturen til HBr (ac) er forskjellig fra strukturen til HBr, siden vannmolekylene nå løser dette diatomiske molekylet. Når det er nær nok, H ⁺ overføres til et molekyl av H ₂ O som angitt ved den følgende kjemiske ligning:

HBr + H ₂ O => Br ^- + H ₃ O ⁺

Strukturen av hydrobromsyre består således av Br ^- og H ₃ O ⁺ -ioner som samvirker elektrostatisk. Nå er det litt annerledes enn den kovalente bindingen til H-Br.

Den store surheten skyldes det faktum at den klumpete Br ^- anionen knapt kan samhandle med H ₃ O ⁺ , uten å kunne forhindre at den overfører H ⁺ til en annen omkringliggende kjemisk art.

surhet

For eksempel, Cl ^- og F ^- selv om de ikke danner kovalente bindinger med H ₃ O ⁺ , de kan kommunisere gjennom andre intermolekylære krefter, som for eksempel hydrogenbindinger (som bare F ^- er i stand til å akseptere). Hydrogenbindinger F ^- -H-OH ₂ ⁺ "hindrer" donasjonen av H ⁺ .

Det er av denne grunn at flussyre, HF, er en svakere syre i vann enn hydrobromsyre; siden de ioniske interaksjoner Br ^- H ₃ O ⁺ ikke påvirker overføringen av H ⁺ .

Selv om vann er til stede i HBr (aq), er imidlertid oppførselen til slutt lik den når man vurderer et H-Br-molekyl; det vil si en H ⁺ overføres fra HBr eller Br ^- H ₃ O ⁺ .

Fysiske og kjemiske egenskaper

Molekylær formel

HBr.

Molekylær vekt

80,972 g / mol. Vær oppmerksom på at, som nevnt i forrige seksjon, bare HBr er vurdert og ikke vannmolekylet. Dersom molekylvekten ble tatt ut fra formelen Br ^- H ₃ O ^{+ det} vil ha en verdi på ca. 99 g / mol.

Fysisk utseende

Fargeløs eller blekgul væske, som vil avhenge av konsentrasjonen av det oppløste HBr. Jo mer gul den er, desto mer konsentrert og farlig blir den.

lukt

Sur, irriterende.

Luktgrense

6,67 mg / m ³ .

tetthet

1,49 g / cm ³ (48% vekt / vekt vandig løsning). Denne verdien, så vel som for smelte- og kokepunktene, avhenger av mengden HBr som er oppløst i vannet.

Smeltepunkt

-11 ° C (12 ° F, 393 ° K) (49% vekt / vekt vandig løsning).

Kokepunkt

122 ° C (252 ° C, 393 ° K) ved 700 mmHg (47-49% vekt / vekt vandig løsning).

Vannløselighet

-221 g / 100 ml (ved 0 ° C).

-204 g / 100 ml (15 ° C).

-130 g / 100 ml (100 ° C).

Disse verdiene refererer til gassformig HBr, ikke hydrobromsyre. Som det fremgår, når temperaturen øker, reduseres løseligheten av HBr; atferd som er naturlig i gasser. Følgelig, hvis det er nødvendig med konsentrerte HBr (aq) -løsninger, er det bedre å jobbe med dem ved lave temperaturer.

Ved arbeid ved høye temperaturer vil HBr slippe ut i form av gassformige diatomiske molekyler, så reaktoren må være forseglet for å forhindre lekkasje.

Damptetthet

2,71 (i forhold til luft = 1).

Syre pKa

-9,0. Denne negative konstanten er en indikasjon på dens store surhetsstyrke.

Caloric kapasitet

29,1 kJ / mol.

Standard molar entalpi

198,7 kJ / mol (298 K).

Standard molar entropi

-36,3 kJ / mol.

tenningspunkt

Ikke brennbar.

nomenklatur

Navnet 'hydrobromic acid' kombinerer to fakta: tilstedeværelsen av vann, og at brom har en valens på -1 i forbindelsen. På engelsk er det noe mer tydelig: hydrobromsyre, der prefikset 'hydro' (eller hydro) refererer til vann; selv om det faktisk også kan referere til hydrogen.

Brom har en valens på -1 fordi den er bundet til et hydrogenatom mindre elektronegativt enn det; men hvis det var bundet eller samhandlet med oksygenatomer, kan det ha mange valenser, for eksempel: +2, +3, +5 og +7. Med H kan den bare innta en enkelt valens, og det er grunnen til endelsen -ico blir lagt til navnet.

Mens HBr (g), hydrogenbromid, er vannfri; det vil si at den ikke har vann. Derfor heter den under andre nomenklaturstandarder, tilsvarende den for hydrogenhalogenider.

Hvordan blir det dannet?

Det er flere syntetiske metoder for å fremstille hydrobromsyre. Noen av dem er:

Bland av hydrogen og brom i vann

Uten å beskrive de tekniske detaljene, kan denne syren oppnås ved direkte blanding av hydrogen og brom i en reaktor fylt med vann.

H ₂ + Br ₂ => HBr

Slik HBr dannes, løses den opp i vannet; dette kan dra det i destillasjonene, så løsninger med forskjellige konsentrasjoner kan trekkes ut. Hydrogen er en gass, og brom er en mørk rødlig væske.

Fosfor tribromid

I en mer forseggjort prosess blir sand, hydratisert rød fosfor og brom blandet. Vannfeller plasseres i isbad for å forhindre at HBr rømmer og danner hydrobromsyre i stedet. Reaksjonene er:

2P + 3Br ₂ => 2PBr ₃

PBr ₃ + 3H ₂ O => 3HBr + H ₃ PO ₃

Svoveldioksid og brom

En annen måte å tilberede det på er å reagere brom med svoveldioksid i vann:

Br ₂ + SO ₂ + 2H ₂ O => 2HBr + H ₂ SO ₄

Dette er en redoksreaksjon. Br ₂ reduseres, får elektroner, ved binding til hydrogener; Mens SO ₂ oksiderer, mister den elektroner når den danner mer kovalente bindinger med andre oksygener, som i svovelsyre.

applikasjoner

Bromidpreparat

Bromidsalter kan fremstilles ved å omsette HBr (vandig) med et metallhydroksyd. For eksempel vurderes produksjonen av kalsiumbromid:

Ca (OH) ₂ + 2HBr => CaBr ₂ + H ₂ O

Et annet eksempel er for natriumbromid:

NaOH + HBr => NaBr + H ₂ O

Dermed kan mange av de uorganiske bromider fremstilles.

Syntese av alkylhalogenider

Og hva med organiske bromider? Dette er organobrominerte forbindelser: RBr eller ArBr.

Dehydrering av alkoholer

Råvaren for å få tak i dem kan være alkoholer. Når de blir protonert av surheten til HBr, danner de vann, som er en god forlate gruppe, og på sin plass blir det voluminøse Br-atomet innarbeidet, som vil bli kovalent bundet med karbon:

ROH + HBr => RBr + H ₂ O

Denne dehydratisering gjennomføres ved temperaturer over 100 ° C, for å lette brytingen av R-OH ₂ ⁺ binding .

Tilsetning til alkener og alkyner

HBr-molekylet kan tilsettes fra den vandige oppløsningen til dobbelt- eller trippelbindingen til en alken eller alkyne:

R ₂ C = CR ₂ + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

Ulike produkter kan oppnås, men under enkle forhold dannes produktet først og fremst der brom er bundet til et sekundært, tertiært eller kvartært karbon (Markovnikovs regel).

Disse halogenidene er involvert i syntesen av andre organiske forbindelser, og deres bruksområde er svært omfattende. På samme måte kan noen av dem til og med brukes i syntesen eller utformingen av nye medisiner.

Spaltning av etere

Fra eterne kan to alkylhalogenider oppnås samtidig, som hver har en av de to sidekjedene R eller R 'av den innledende eter RO-R'. Noe som ligner på dehydrering av alkoholer skjer, men reaksjonsmekanismen deres er annerledes.

Reaksjonen kan skisseres med følgende kjemiske ligning:

ROR '+ 2HBr => RBr + R'Br

Og vann frigjøres også.

Catalyst

Dets surhet er slik at det kan brukes som en effektiv syrekatalysator. I stedet for å legge Br ^- anionen til molekylstrukturen, gjør det plass for et annet molekyl å gjøre det.

referanser

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kjemi. Aminer. (10 ^th edition.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
3. Steven A. Hardinger. (2017). Illustrert ordliste for organisk kjemi: Hydrobromic acid. Gjenopprettet fra: chem.ucla.edu
4. Wikipedia. (2018). Hydrobromsyre. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
5. Pubchem. (2018). Hydrobromsyre. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Nasjonalt institutt for sikkerhet og hygiene på jobben. (2011). Hydrogenbromid . Gjenopprettet fra: insht.es
7. PrepChem. (2016). Fremstilling av hydrobromsyre. Gjenopprettet fra: prepchem.com