חומצה הידרוברומית (HBr) מבנה, תכונות, היווצרות, שימושים



ה חומצה הידרוברומית הוא תרכובת אנאורגנית הנובעת מהפתרון המימי של גז הנקרא מימן ברומיד. הנוסחה הכימית שלה היא HBr, וניתן להיחשב בדרכים שונות שווה: כמו הידריד מולקולרי, או מימן הלידה במים; כלומר, הידראזיד.

במשוואות הכימיות, זה צריך להיות כתוב כמו HBR (AC), כדי לציין כי הוא חומצה הידרומרבית ולא גז. חומצה זו היא אחת החזקות הידועה, אפילו יותר חומצה הידרוכלורית, HCl. ההסבר לכך טמון באופי הקשר הקווולנטי שלה.

מדוע חומצה כזו היא HBr, ואפילו יותר מומס במים? בגלל הקשר הקווולנטי H-Br הוא חלש מאוד, בשל החפיפה המסכנה של 1s אורביטלים של H ו 4p של Br.

זה לא מפתיע אם מסתכלים מקרוב על התמונה לעיל, שם בבירור אטום הברום (חום) הוא הרבה יותר גדול מאשר אטום המימן (לבן).

כתוצאה מכך, כל הפרעה גורמת להתמוטטות הקשר של H-Br, ומשחררת את ה- Hion+. אז, חומצה הידרוברומית היא חומצה Brönsted, שכן הוא מעביר פרוטונים או יונים מימן. כוחו הוא כזה שהוא משמש סינתזה של מספר תרכובות organobrominated (כגון 1-Bromo ethane, CH3CH2Br).

חומצה הידרוברומית היא, לאחר hydric, HI, אחד hydrocides החזקים והשימושיים ביותר לעיכול של דוגמאות מסוימות מוצק.

אינדקס

  • מבנה חומצה הידרוברומית
    • 1.1 חומציות
  • תכונות פיסיקליות וכימיות
    • 2.1 נוסחה מולקולרית
    • 2.2 משקל מולקולרי
    • 2.3 מראה פיזי
    • 2.4 ריח
    • 2.5 סף ריחות
    • 2.6 צפיפות
    • 2.7 נקודת התכה
    • 2.8 נקודת רתיחה
    • 2.9 מסיסות במים
    • 2.10 צפיפות אדים
    • 2.11 חומציות pKa
    • 2.12 קיבולת קלורית
    • 2.13 אנתלפיה רגילה טוחנת
    • 2.14 אנטרופיה טוחנת רגילה
    • 2.15 נקודת הבזק
  • 3 המינוח
  • 4 איך זה נוצר?
    • 4.1 תערובת של מימן וברום במים
    • 4.2 זרחן
    • 4.3 דו תחמוצת גופרית וברום
  • 5 שימושים
    • 5.1 הכנת ברומידים
    • 5.2 סינתזה של הלידים אלקיל
    • 5.3 קטליסט
  • 6 הפניות

מבנה חומצה הידרו-קרומית

המבנה של H-Br מוצג בתמונה, אשר מאפיינים ומאפיינים, גם אלה של הגז, קשורות קשר הדוק פתרונות מימיים שלה. לכן מגיע שלב שבו אתה מקבל לתוך בלבול לגבי אילו משני compounds הוא alluded כדי: HBR או HBr (ac).

המבנה של HBr (ac) שונה מזה של HBr, כי עכשיו מולקולות המים מפתיעות את המולקולה הדיאטומית. כאשר הוא קרוב מספיק, H מועבר+ אל מולקולה של H2או כפי שצוין במשוואה הכימית הבאה:

HBr + H2O => Br--  +  ח3הו+

לפיכך, המבנה של חומצה הידרוברומית מורכב יונים Br--  ו - H3הו+ אינטראקציה אלקטרוסטטית. עכשיו, זה קצת שונה מהקשר הקוולנטי של H-Br.

החומציות הגדולה שלו נובעת מהאניון המגושם- בקושי יכול לתקשר עם H3הו+, לא יוכל למנוע ממנו להעביר את ה+ אל מינים כימיים נוספים.

חומציות

לדוגמה, Cl- ואת F- למרות שהם לא יוצרים קשרים קוולנטיים עם H3הו+, הם יכולים לתקשר באמצעות כוחות intermolecular אחרים, כגון גשרים מימן (אשר רק F- הוא מסוגל לקבל אותם). גשרי המימן--H-OH2+ "לעכב" את התרומה של H+.

מסיבה זו חומצה הידרופלואורית, HF, היא חומצה חלשה יותר במים מאשר חומצה הידרו-ברומית; מאז, אינטראקציה יונית Br- ח3הו+ לא טורחים להעביר את H+.

עם זאת, למרות מים קיים HBr (AC), ההתנהגות שלה בסוף החשבון דומה לזה של מולקולה H-Br; כלומר, H+ הוא מועבר מ HBR או Br-ח3הו+.

תכונות פיסיקליות וכימיות

נוסחה מולקולרית

HBr.

משקל מולקולרי

80,972 גרם / מול. שים לב, כאמור בסעיף הקודם, רק HBr נחשב ולא מולקולת המים. אם משקל מולקולרי נלקח מן הנוסחה Br-ח3הו+ זה יהיה ערך של 99 גרם / mol כ.

מראה פיזי

חסר צבע צהוב או חיוור, אשר יהיה תלוי בריכוז של HBr מומס. ככל שזה יהיה צהוב יותר, כך יהיה מרוכז ומסוכן יותר.

ריח

אקרידי, מרגיז.

סף ריח

6.67 מ"ג / מ '3.

צפיפות

1.49 גרם / ס"מ3 (תמיסה מימית ב 48% w / w). ערך זה, כמו אלה המקבילים לנקודות ההיתוך וההרתיחה, תלוי בכמות ה- HBr המומס במים.

נקודת התכה

-11ºC (12ºF, 393ºK) (תמיסה מימית ב -49% w / w).

נקודת רתיחה

122 ° C (252 ° F. 393 ° K) ב 700 מ"מ כספית (תמיסה מימית 47-49% w / w).

מסיסות במים

-221 גרם / 100 מ"ל (0 ° C).

-204 גרם / 100 מ"ל (15 מעלות צלזיוס).

-130 גרם / 100 מ"ל (100 מעלות צלסיוס).

ערכים אלה מתייחסים HBr גזי, לא חומצה הידרוברומית. כפי שניתן לראות, הגדלת הטמפרטורה מקטין את מסיסות של HBr; התנהגות טבעית בגזים. כתוצאה מכך, אם פתרונות HBr מרוכזים (AC) נדרשים, עדיף לעבוד איתם בטמפרטורות נמוכות.

אם עובד בטמפרטורות גבוהות, HBr יימלט בצורה של מולקולות דיאטומיות גזי, כך הכור חייב להיות אטום כדי למנוע דליפה.

צפיפות אדים

2.71 (ביחס לאוויר = 1).

חומציות pKa

-9.0. זה קבוע שלילי כל כך מעיד על כוחו הגדול של חומציות.

קיבולת קלורית

29.1 kJ / mol.

אנתלפיה רגילה טוחנת

198.7 kJ / mol (298 ºK).

אנטרופיה טוחנת רגילה

-36.3 ק"ג / מול.

נקודת הצתה

לא דליק.

המינוח

שמו "חומצה הידרו-כרומית" משלב שתי עובדות: נוכחות של מים, וכי לברום יש שוויון של -1 במתחם. באנגלית זה קצת יותר ברור: חומצה הידרוברומית, שם הקידומת 'הידרו' (או הידרו) מתייחס למים; אם כי, באמת, זה יכול גם להתייחס מימן.

לברום יש ערבות של 1 משום שהיא קשורה לאטום המימן פחות מכפי שהוא; אבל אם הוא מקושר או אינטראקציה עם אטומי חמצן, זה יכול להיות valences רבים, כגון: +2, +3, + ו +7. עם H יכול רק לאמץ את אחת valence, ולכן סיומת -ico נוסף על שמו.

בעוד HBR (g), מימן ברומיד, הוא נטול מים; כלומר, אין לו מים. לכן, הוא נקרא תחת סטנדרטים אחרים nomenclature, המקביל לזה של מימן הלידים.

איך זה נוצר?

ישנן מספר שיטות סינתטיות להכנת חומצה הידרוברומית. חלקם:

תערובת של מימן וברום במים

מבלי לתאר את הפרטים הטכניים, חומצה זו ניתן לקבל מן התערובת הישירה של מימן ברום בכור מלא מים.

ח2  +  בר2  => HBr

בדרך זו, כמו צורות HBr, הוא מתמוסס במים; זה יכול לגרור אותו זיקוק, כך פתרונות ניתן לחלץ עם ריכוזים שונים. מימן הוא גז, ברום נוזל אדמדם כהה.

זרחן

בתהליך משוכלל יותר, חול, זרחן אדום ברום וברום מעורבים. מלכודות מים ממוקמים באמבטיות קרח כדי למנוע את HBr לברוח ויצרו, במקום זאת, חומצה הידרוברומית. התגובות הן:

2P + 3Br2  => 2PBr3

PBR3  +  3H2O => 3HBr + H3PO3

דו תחמוצת גופרית וברום

דרך נוספת להכין אותו היא להגיב על הברום עם דו תחמוצת הגופרית במים:

בר2  +  לכן2  +  2H2O => 2HBr + H2לכן4

זוהי תגובה לחזרה. הבר2 זה מפחית, הוא מקבל אלקטרונים, על ידי קישור עם ההידרוגנים; בעוד SO2 זה oxidizes, הוא מאבד אלקטרונים, כאשר הוא יוצר קשרים קוולנטיים יותר עם oxygens אחרים, כמו חומצה גופרתית.

שימושים

הכנת ברומידים

המלחים ברומיד יכול להיות מוכן אם HBr (AC) הוא הגיב עם hydroxide מתכת. לדוגמה, ייצור של סידן ברומיד נחשב:

Ca (OH)2 + 2HBr => CaBr2 +  ח2הו

דוגמה נוספת היא עבור נתרן ברומיד:

NaOH + HBr => NaBr + H2הו

לכן, רבים של ברומידות אנאורגניים יכול להיות מוכן.

סינתזה של הלידים אלקיל

ומה עם ברומידות אורגניות? אלה הם תרכובות organobrominated: RBR או ArBr.

התייבשות של אלכוהול

חומר הגלם כדי להשיג אותם יכול להיות אלכוהול. כאשר protonated על ידי חומציות של HBr, הם יוצרים מים, אשר קבוצה יוצאת טוב, ובמקום זאת אטום רב של Br הוא שולב, אשר יהפכו מקושרים קוולנטית עם פחמן:

ROH + HBr => RBR + H2הו

התייבשות זו מתבצעת בטמפרטורות מעל 100 ° C, על מנת להקל על קרע של הקשר R-OH2+.

בנוסף לאלקנים ולאלקינים

ניתן להוסיף את המולקולה HBr מהפתרון המימי שלה לקשר כפול או משולש של אלקן או אלקין:

R2C = CR2 + HBr => RHC-CRBr

RC≡CR + HBr => RHC = CRBr

מספר מוצרים ניתן להשיג, אך בתנאים פשוטים, המוצר נוצר לראשונה שבו הברום מקושר פחמן משני, שלישוני או quaternary (כלל Markovnikov).

הלידים אלה מתערבים בסינתזה של תרכובות אורגניות אחרות, ומגוון השימושים שלהם הוא נרחב מאוד. כמו כן, חלק מהם יכולים אפילו לשמש סינתזה או עיצוב של תרופות חדשות.

הצמד שמימי

מהאתרים ניתן לקבל שני הלידים אלקיליים בו זמנית, כאשר כל אחד מהם נושא את שתי שרשראות הצד או R 'של האתר הראשוני R-O-R. זה קורה משהו דומה להתייבשות של אלכוהול, אבל מנגנון התגובה שלה שונה.

התגובה יכולה להיות schematized עם משוואה כימית הבאה:

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

וגם מים הוא שוחרר גם.

קטליסט

החומציות שלו היא כזו כי ניתן להשתמש בו כזרז חומצה יעיל. במקום להוסיף אניון Br- אל המבנה המולקולרי, פותחת את הדרך למולקולה אחרת שתעשה זאת.

הפניות

  1. גרהם סולומונס ט. וו. קרייג ב. פרייהל. (2011). כימיה אורגנית. Amines (10)ה מהדורה). ויילי פלוס.
  2. קארי פ. (2008). כימיה אורגנית (מהדורה ששית). מק גרב היל.
  3. סטיבן א. הרדינגר. (2017). מילון מונחים של כימיה אורגנית: חומצה הידרוברומית. מקור: chem.ucla.edu
  4. ויקיפדיה. (2018). חומצה הידרוברומית. מקור: en.wikipedia.org
  5. PubChem. (2018). חומצה הידרוברומית. מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  6. המכון הלאומי לבטיחות ולגיינה בעבודה. (2011). מימן ברומיד [PDF] מקור: insht.es
  7. PrepChem. (2016). הכנת חומצה הידרוברומית. מקור: prepchem.com