brom

ejendomme
[ Ar ] 3 d 10 4 s 2 4 p 5 35 Br Periodiske system
Generelt
Navn , symbol , atomnummer	Brom, Br, 35
Elementkategori	Halogener
Gruppe , periode , blok	17 , 4 , s
Se	gasformig: rødbrun væske: rødbrun fast stof: skinnende metallisk
CAS-nummer	7726-95-6
EF-nummer	231-778-1
ECHA InfoCard	100.028.890
Massefraktion af jordens kuvert	6,0 ppm
Atomar
Atommasse	79.904 (79.901-79.907) og lignende
Atomeradius (beregnet)	115 (94) pm
Kovalent radius	120.00
Van der Waals-radius	Kl. 185
Elektronkonfiguration	[ Ar ] 3 d 10 4 s 2 4 p 5
1. Ioniseringsenergi	11.81381 (6) eV ≈ 1 139.86 kJ / mol
2. Ioniseringsenergi	21.591 eV ≈ 2 083.2 kJ / mol
3. Ioniseringsenergi	34.871 (19) eV ≈ 3 364.5 kJ / mol
4. Ioniseringsenergi	47.782 (12) eV ≈ 4 610.3 kJ / mol
5. Ioniseringsenergi	59.595 (25) eV ≈ 5 750 kJ / mol
6. Ioniseringsenergi	87.390 (25) eV ≈ 8 431.9 kJ / mol
7. Ioniseringsenergi	103.03 (19) eV ≈ 9 941 kJ / mol
Fysisk
Fysisk tilstand	væske
Krystalstruktur	orthorhombisk
massefylde	3,12 g cm −3 ved 300 K.
magnetisme	diamagnetisk ( Χ m = -2,8 10 -5 )
Smeltepunkt	265,8 K (-7,3 ° C)
kogepunkt	331,7 K (58,5 ° C)
Molært volumen	(fast) 19,78 10 −6 m 3 mol −1
Fordampningsvarme	30 kJ / mol
Fusionsvarme	5,8 kJ mol −1
Damptryk	2.2 · 10 4 Pa ved 293 K.
Varmeledningsevne	0,12 W m −1 K −1
Kemisk
Oxidationstilstande	± 1, 3, 5, 7
Normalt potentiale	1,066 V (Br + e - → Br - )
Elektronegativitet	2,96 ( Pauling-skala )
Isotoper
isotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 77 Br {syn.} 57,036 timer ε 1.365 77 Se 78 Br {syn.} 6,46 min ε 3.574 78 Se 79 Br 50,69  % Stabil 80 Br {syn.} 17,68 min β - 2.004 80 kr ε 1.871 80 se 81 Br 49,31% Stabil 82 Br {syn.} 35.30 timer β - 3,093 82 kr 83 Br {syn.} 2,40 timer β - 0,972 83 kr
For andre isotoper, se listen over isotoper
NMR egenskaber
Spin Quantum nummer jeg γ i rad · T −1 · s −1 E r  ( 1 H) f L ved B = 4,7 T i MHz 79 Br 3/2 6,73 · 10 7 81 Br 3/2 7,25 · 10 7
Sikkerhedsinstruktioner
GHS-faremærkning fra  forordning (EF) nr. 1272/2008 (CLP) , udvidet om nødvendigt fare H- og P-sætninger H: 330-314-400 P: 210-273-304 + 340-305 + 351 + 338-309 + 310-403 + 233
MAK	Schweiz: 0,1 ml m -3 eller 0,7 mg m -3
Toksikologiske data	2600 mg kg -1 ( LD 50 ,  rotte ,  oral ) 3100 mg kg -1 ( LD 50 ,  mus ,  oral ) 14 mg kg -1 ( LD Lo ,  human ,  oral ) 1000 ppm ( LC Lo ,  human ,  inh. )
Så vidt muligt og sædvanligt anvendes SI-enheder . Medmindre andet er angivet, gælder de givne data for standardbetingelser .

Brom [ bʁoːm ] ( gammelgræsk βρῶμος brōmos "stink") er et kemisk element med grundstofsymbolet Br og atomnummeret  35. I det periodiske system er det i den 7. hovedgruppe eller den 17.  IUPAC-gruppe og hører således sammen med fluor , klor , iod , astatin og spænding over for halogenerne . Elementært brom er til stede under standardbetingelser (temperatur = 0 ° C og tryk = 1 atm) i form af den diatomiske molekyle Br ₂ i flydende form. Brom og kviksølv er de eneste naturlige grundstoffer, der er flydende under normale forhold.

I naturen forekommer brom ikke i elementær form, men kun i forskellige forbindelser. De vigtigste forbindelser er bromiderne , i hvilke brom forekommer i form af anionen Br ^- . De bedst kendte bromider er natriumbromid og kaliumbromid . Bromider er en bestanddel af havvand og har en række biologiske funktioner.

opdagelse

Justus Liebig var den første til at isolere elementært brom

Brom blev opnået i 1826 af den franske kemiker Antoine-Jérôme Balard fra tang i de strandengene nær Montpellier og anerkendt af ham som en hidtil ukendt stof.

To år før Balard producerede den tyske kemiker Justus von Liebig utilsigtet elementært brom i 1824. Han fik til opgave at analysere saltopløsningerne i Salzhausen , da byen planlagde et spa . Under undersøgelsen af ​​denne saltlage fandt Liebig et nyt stof, som han fortolkede som iodchlorid . 13 år senere indrømmede han, at hans uagtsomme analyse havde frarøvet ham opdagelsen af ​​et nyt element. Liebig skrev: ”Jeg kender en kemiker, der, da han var i Kreuznach, undersøgte moderluden i saltværkerne.” Han fortsatte med at beskrive sit uheld og afsluttede med ordene: ”Siden den tid har han ikke foreslået flere teorier. , hvis de ikke er blevet understøttet og bekræftet af utvivlsomt eksperiment; og jeg kan rapportere, at han ikke gjorde dårligt ved det. "

Selv Karl Lowig har beskæftiget sig med brom, som han før 1825 ved at indføre klor i Kreuznacher vandt saltvand, men Balard slog ham til det med offentliggørelsen af ​​hans opdagelse.

Industriel produktion begyndte i 1860. På grund af sin skarpe lugt foreslog Joseph Louis Gay-Lussac navnet "Brom" ( græsk for " bukke stink af dyr").

Hændelse

Brom forekommer i form af bromider, saltene af brombrintesyre . Med hensyn til mængde findes de største aflejringer som opløste bromider i havvand. Naturlige saltaflejringer (sten- og kaliumsalte ) indeholder også små mængder kaliumbromid og kaliumbromat . Brom kan også forekomme i atmosfæren i form af molekylært brom og bromoxid og kan i væsentlig grad påvirke den atmosfæriske ozonkemi og kan transporteres over lange afstande. Under den polære forår ødelægger større koncentrationer (> 10 ppt) af BrO regelmæssigt næsten al den troposfæriske ozon. Disse begivenheder kan også observeres fra satellitter ved hjælp af DOAS- metoden. I tropiske regioner med høj bioaktivitet er der observeret stærke emissioner af halogenerede carbonhydrider, som i sidste ende kan bidrage til dannelsen af ​​BrO og ozonudtømning gennem fotolyse.

Brom er afgørende for dyr i spor. Bromid fungerer som en kofaktor i en metabolisk reaktion, der er nødvendig for at opbygge IV- kollagenmatrixen i bindevævet .

Ekstraktion og præsentation

Udvikling af verdensomspændende bromproduktion over tid

Den industrielle produktion af elementært brom finder sted gennem oxidation af bromidopløsninger med klor.

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ KBr \ + \ Cl_ {2} \ longrightarrow Br_ {2} \ + \ 2 \ KCl}}$

Oxidation af kaliumbromid med klor producerer brom og kaliumchlorid

Som en bromidkilde anvendes saltvand og stærkt salt vand fra store dybder samt saltsøer og lejlighedsvis også havvand. Ekstraktion fra restvæskerne fra kaliumekstraktion er ikke længere økonomisk. Siden 1961 er mængden af ​​brom, der ekstraheres årligt, mere end femdoblet fra omkring 100.000 tons til over en halv million tons. De største producenter af brom er USA, Kina, Israel og Jordan.

I laboratoriet kan brom produceres ved at omsætte natriumbromid med svovlsyre og mangandioxid i varmen. Brom fraskilles ved destillation .

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ NaBr \ + \ MnO_ {2} \ + \ 2 \ H_ {2} SO_ {4} \ {\ xrightarrow {\ Delta T}}}}$

${\ displaystyle \ mathrm {Br_ {2} \ + \ MnSO_ {4} \ + \ Na_ {2} SO_ {4} \ + \ 2 \ H_ {2} O}}$

Af natriumbromidbrom opstår mangan (IV) oxid og svovlsyre, mangan (II) sulfat , natriumsulfat og vand .

ejendomme

Flydende brom med damp i ampul

Fysiske egenskaber

Tætheden af brom er 3,12 g / cm ³ . Den tunge rødbrune væske danner dampe, der lugter som klor og er mere giftige end klor. Fast brom er mørkt; det lysner, når det køler ned yderligere. I vand er det moderate, organiske opløsningsmidler, såsom alkoholer , carbondisulfid eller carbontetrachlorid, meget opløselige. Brom opløst i vand reagerer langsomt med den mellemliggende dannelse af hypobromøs syre (HBrO) og frigivelsen af ​​ilt til dannelse af hydrogenbromid (HBr). Den kinetisk hæmmede reaktion accelereres af (sol) lys, så bromvand opbevares i brune, mindre gennemsigtige flasker.

Kemiske egenskaber

Brom opfører sig kemisk som det lettere klor , men reagerer mindre kraftigt i gasform. Fugt øger i høj grad reaktiviteten af ​​brom. I modsætning til klor reagerer det kun med brint ved højere temperaturer for at danne hydrogenbromid (farveløs gas).

${\ displaystyle \ mathrm {Br_ {2} + H_ {2} \ longrightarrow 2 \ HBr}}$

Det reagerer eksotermt med mange metaller (fx aluminium) for at danne det respektive bromid. Kun tantal og platin er modstandsdygtige over for vådt brom .

brug

Brom, demonstrationsprøve til undervisningsformål, opbevares et sikkert sted

• Kemisk polering af galliumarsenid (som en opløsning i methanol )
• multi- bromerede biphenyler eller diphenylethere som flammehæmmere i kompositmaterialer, såsom FR-4 , som anvendes i printplader anvendes. I 2000 blev 38% af brom brugt til fremstilling af bromerede flammehæmmere .
• Methylbromid som pesticid
• Desinfektionsmiddel (mildere end klor )
• i form af bromider, for eksempel kaliumbromid , som et lægemiddel rig på bivirkninger ( narkose , beroligende midler og sovepiller; behandling af terapiresistente epilepsier med generaliserede tonisk-kloniske anfald, tidligere - for eksempel også til behandling af " hysteri "- meget populær - nu forældet). I 1928 blev en af ​​fem recepter for lægemidler indeholdende brom udstedt i USA.
• Fotoindustri (sølvbromid som en del af den lysfølsomme suspension )
• Alkali- hypobromitter som blegemidler
• i laboratoriet som en indikator (umættede kulstofforbindelser misfarver bromvand, dvs. tilsætning af brom)
• i kemiklasse til den eksperimentelle demonstration af additionsreaktioner og substitutionsreaktioner
• Bromater som oxidationsmidler
• Bromholdig gummi til produktion af "lufttætte" dæk
• Tåregas , f.eks. B. i form af monobromoacetone
• som middel til beskyttelse mod den soman nervegas, der blev brugt af amerikanske soldater i Irak-krigen
• Tidligere i form af alkylbromider som opfangningsmiddel til fjernelse af bly fra cylindre ved brug af blyholdig benzin

bevis

Bromidioner kan påvises kvalitativt ved hjælp af klorvand og hexan .

Som med de andre påvisningsreaktioner for halogenider kan den dårlige opløselighed af sølvsaltet af bromid også anvendes til våd-kemisk påvisning af bromidioner . Det samme gælder for volumetrisk bestemmelse af halogeniderne ved titrering .

For at spore bestemmelse og speciering af bromid og bromat anvendes ionkromatografi . I polarografi viser bromat et katodisk trin ved -1,78 V (versus SCE , i 0,1  mol / l KCl), hvor det reduceres til bromid. Spor af bromat kan også registreres ved hjælp af differentiel puls polarografi.

Sikkerhedsinstruktioner

Elementært brom er meget giftigt og meget ætsende, hudkontakt fører til kemiske forbrændinger, der er svære at helbrede. Inhaleret bromdamp forårsager åndenød, lungebetændelse og lungeødem . Brom er også giftigt for organismer, der lever i vand.

Når man arbejder med brom, leveres der normalt tre procent natriumthiosulfatopløsning i laboratoriet , da det kan binde spildt brom eller hydrogenbromid meget godt. Natriumbromid , elementært svovl og svovlsyre dannes under denne proces . Den resulterende syre kan nedbryde yderligere thiosulfat til svovl og svovldioxid:

${\ displaystyle \ mathrm {Br_ {2} \ + \ Na_ {2} S_ {2} O_ {3} \ + \ H_ {2} O \ longrightarrow 2 \ NaBr \ + \ S \ downarrow \ + \ H_ {2 } SO_ {4}}}$

${\ displaystyle \ mathrm {S_ {2} O_ {3} ^ {2 -} \ + \ 2 \ H ^ {+} \ longrightarrow H_ {2} O \ + \ S \ downarrow \ + \ SO_ {2} \ pil op}}$

Brom opbevares i beholdere lavet af glas , bly , monel , nikkel eller teflon .

links

Spongiadioxin A , en naturlig organobrominforbindelse

→ Kategori: bromforbindelse

Brom danner forbindelser i forskellige oxidationstilstande fra -1 til +7. Den mest stabile og hyppigste oxidationstilstand er -1, de højere dannes kun i forbindelser med de mere elektronegative grundstoffer ilt , fluor og klor . De ulige oxidationstilstande +1, +3, +5 og +7 er mere stabile end de lige.

Brintbromid og bromider

Uorganiske forbindelser, hvor brom er i -1 oxidationstrin og dermed som en anion er kaldes bromider . Disse stammer fra den gasformige hydrogenforbindelse hydrogen bromid (HBr). Dette er en stærk syre og frigiver let protonen i vandige opløsninger . Bromider er normalt let opløselige i vand, undtagelser er sølvbromid , kviksølv (I) bromid og bly (II) bromid .

Bromiderne af alkalimetallerne , især natriumbromid , er særligt velkendte . Også kaliumbromid anvendes i store mængder, hovedsageligt som gødning og til produktion af andre kaliumforbindelser.

Blybromid blev tidligere frigivet i store mængder, når blyholdigt brændstof blev brændt (hvis dibromomethan blev tilsat benzin for at gøre blyet flygtigt, se tetraethyl bly # Forbrænding i motoren ).

Bromoxider

Et stort antal forbindelser af brom og ilt er kendt. Disse er baseret på de generelle formler BrO _x (x = 1–4) og Br ₂ O _x (x = 1–7). To af brom- oxider, dibromotrioxide (Br ₂ O ₃ ) og dibromopentaoxide (Br ₂ O ₅ ) kan isoleres som faste stoffer.

Bromsyrer

Ud over bromoxiderne danner brom og ilt også flere syrer, hvor et bromatom er omgivet af et til fire iltatomer. Disse er hypobromsyre , bromsyre , bromsyre og perbromsyre . Som et rent stof er de ustabile og kun kendt i vandig opløsning eller i form af deres salte.

Interhalogenforbindelser

Brom danner et antal interhalogenforbindelser hovedsageligt med fluor og i nogle tilfælde også med de andre halogener . Bromfluoride som brom fluorid og bromtrifluorid har en stærk oxiderende og fluoriend. Mens brom i fluor-brom- og chlor-bromforbindelser er det mere elektropositive element i oxidationstilstande +1 i bromchlorid til +5 i brompentafluorid , er det den mere elektronegative komponent i forbindelser med iod . Forbindelserne iodobromid og iodotribromid er kendt med dette element .

Organiske bromforbindelser

Et stort antal organiske bromforbindelser (også organobrominforbindelser ) produceres syntetisk. De bromalkaner , de bromoalkenes og bromoaromatics er vigtige . De bruges blandt andet som opløsningsmidler, kølemidler , hydrauliske olier , pesticider, flammehæmmende stoffer eller lægemidler.

Organobrominforbindelserne inkluderer også de polybromerede dibenzodioxiner og dibenzofuraner .

litteratur

• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 102. udgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 438-440.

Weblinks

Wiktionary: Brom  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

1. ↑ Harry H. Binder: Lexikon over de kemiske grundstoffer. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Værdierne for egenskaberne ( infoboks ) er taget fra webelements.com (brom) , medmindre andet er angivet .
3. ↑ Den standardværdi, der anbefales af IUPAC, er angivet, da dette elements isotopiske sammensætning kan variere lokalt, resulterer masseområdet i parentes for den gennemsnitlige atomvægt. IUPAC, standard atomvægte revideret 2013 ( ciaaw.org ).
4. ↑ ^{a b c d e f g} Indtastning af brom i Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. og NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1) . Red.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Hentet 11. juni 2020.
5. ↑ ^{a b c d e f g} Adgang til brom på WebElements, https://www.webelements.com , adgang den 11. juni 2020.
6. ↑ ^{en b c d e} indtastning på brom i GESTIS stof database af den IFA , adgang den 9. august 2016. (JavaScript krævet)
7. ↑ Robert C. Weast (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 til E-145. Værdier der er baseret på g / mol og angivet i cgs-enheder. Den her angivne værdi er SI-værdien beregnet ud fra den uden måleenhed.
8. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Korrigerede værdier for kogepunkter og entalpier af fordampning af elementer i håndbøger. I: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, s. 328-337 ( doi: 10.1021 / je1011086 ).
9. ↑ indtastning på brom i klassificeringer og mærkninger af det Europæiske Kemikalieagentur (ECHA), adgang den 1. august, 2016. Producenter eller forhandlere kan udvide den harmoniserede klassificering og mærkning .
10. ↑ Schweizisk ulykkesforsikringsfond (Suva): Grænseværdier - aktuelle MAK- og BAT-værdier (søg efter 7726-95-6 eller brom ), adgang til den 2. november 2015.
11. ↑ ^{a b} Gigiena i Sanitariya. (Engelsk oversættelse HYSAAV. ), Bind 35 (11), 1970, s.11 .
12. ↑ ^{a b c} Indtastning af brominer i ChemIDplus- databasen fra United States National Library of Medicine (NLM)
13. ↑ ^{a b} W. B. Deichmann: Toksikologi af lægemidler og kemikalier. Academic Press, New York 1969, s.645.
14. ^ Seværdigheder i Bad Salzhausen ( Memento fra 18. februar 2008 i internetarkivet ).
15. ^ WH Brock: Justus von Liebig: en biografi om den store videnskabsmand og europæer. Vieweg Verlag, Braunschweig 1999.
16. Lie J. Liebig: Om Laurents teori om organiske forbindelser. 1838, s. 554.
17. ↑ TK Langebner: Justus von Liebig and the "Handbook of Chemistry", II. ( Memento fra 2. december 2008 i Internetarkivet ) I: ÖAZ aktuell. Hovedartikel 17/2001.
18. ^ Wilhelm Gemoll , Karl Vretska: græsk-tysk skole- og håndbog . 9. udgave. Verlag Hölder-Pichler-Tempsky, ISBN 3-209-00108-1
19. ^ A. Scott McCall et al: Bromine is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture. I: Cell . 157 (6), 2014, s. 1380-1392; doi: 10.1016 / j.cell.2014.05.009 .
20. ↑ Stephen M. Jasinski: Mineralsårbog 2006. (PDF; 56 kB) United States Geological Survey , november 2007, adgang til den 17. september 2011 . 
21. Sum Sammendrag af råvarer fra mineraler 2011. (PDF; 27 kB) United States Geological Survey, 24. januar 2011, adgang til den 17. september 2011 (engelsk). 
22. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 102. udgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s.440 .
23. ↑ Linda S. Birnbaum, Daniele F. Staskal: Bromerede flammehæmmere: anledning til bekymring? I: Miljø Health Perspect . 112, 2004, s. 9-17. doi: 10.1289 / ehp.6559 . PMC 1241790 (fri fuld tekst)
24. ^ Ann Dally: Kvinder under kniven. En kirurgisk historie. New York 1991, s. 187.
25. ↑ Hans Bangen: Historie om lægemiddelterapi ved skizofreni. Berlin 1992, ISBN 3-927408-82-4 , s. 22.
26. ^ Klaus Ruppersberg: Brom i skolen . I: Nyheder fra kemi . bånd 63 , nr. 5 . Wiley, Weinheim 29. april 2015, s. 540-542 , doi : 10.1002 / nadc.201590166 , urn : nbn: de: 0111-pedocs-122991 . 
27. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 102. udgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 487-488.